摄像头(Camera)图像测试(以Imatest为主要工具)V1.0.ppt

摄摄像像头头（（Camera））图图像像测试项测试项目及目及简简介介——以以Imatest等等为为主要工具主要工具目 录测试环境和设备测试常用ChartImatest界面测试项目光学实验室（暗房）　　光学实验室（暗房）可布置各类测试场景和光箱，测量清晰度（分辨率）、色卡等测试方法与环境摄像头测试照明箱　　Video Checker给摄像头测试提供一个特殊的照明光源，满足具有光照均匀度高、测试距离可调、光源色温可切换和照度连续可调节等要求灯箱光源•D65：：国际标准人工日光，色温6500K，代替自然光对色，适合普通要求，大部分客户均指定用D65色•TL84：：三基色荧光光源，色温4000K，欧洲，日本商店灯光，欧洲及日本客户通常会指定用TL84对色•CWF：：色温4150K--美国商店或办公室光源（或称冷白光），美国客户常用Coll white•F/A：：夕阳光，黄光源，比色参考光源•UV：：荧光或紫外光，用于检测使用荧光及增白染料的物品，控制物品白度（如比较特白织物之效果）型号：ITI LED Lightbox•可用于测试宽动态（需结合相应的测试卡）•色温可选5100K或3100K•照度调节范围为0～2000luxGLX-3044 Lightbox Viewer透射灯箱透射灯箱型号：型号： multiLight L PROFESSIONAL Master 200686 照明范围: 125 x 54 cm 外形尺寸 (W x H x D cm): 132 x 12 x 60  换灯工具 CVL L / MULTILIGHT PROF. L, 5种光源 照度可调，LAN口连接，WIFI可控反射光源反射光源型号：型号：GL SPECTIS 1.0 TOUCH               1.Lux – 照度值2.Luminance - 亮度值3.Lumen – 光通量4.CRI –显色指数，根据CIE为标准5.CCT – 相关色温，据 CIE为标准6.COLOR – 颜色坐标，根据1931 和CIE 1964为标准7.mWatt – 辐射能源值 型号：色彩照度计型号：色彩照度计CL200A             •三刺激值：XYZ•色度值：Evxy；Evu’v’；Ev；特征波长，色纯度•相关色温：EvTcp Δuv；Tcp（JIS 法：仅连接CL-S10w时有效）•色差：Δ(XYZ)，Δ(Evxy)，Δ(Evu’v’)，ΔEvΔu’v’(标准值：1)检测设备检测设备LEADER波形监测仪SD\HD\3G\12G-SDI，4K协议接口。

功能包括波形显示，图像显示，矢量显示，CINE LITE Ⅱ，Five Bar 显示，数字音频，模拟音频，数据状态显示，色域报警，眼图测试，帧率测试等检测设备通过码流分析，测出图像真实分辨率，实际帧率，捕捉帧，得到每一帧的大小该工具包还有视频缓存分析，图像分析包括色域亮度分析，视频格式、视频质量分析，以及YUV视频流分析，视频编码分析等等支持格式：MPEG-1 Video/Audio, MPEG-2 Video/Audio, AAC, AC-3, AVC/H.264 和 HEVC/H.265. 码流分析软件工具包自动测试机械臂测试设备 调制传递函数（MTF）  离焦调制传递函数 景深 虚化像点大小 像散 有效焦距 光学畸变 场曲 主光线角度 环绕能 位置色差 倍率色差 视线*  透射率*  散射光*MTF分析仪，型号：OpTestTM测试设备ISO12233 ChartISO12233:2000年标准，今后将逐渐被淘汰的分辨率测试卡下面以此版为准ISO12233:2014 Chart根据最新的ISO12233:2014标准的分辨率测试卡，增加了可测区域，增加了色彩测试和灰阶测试等。

Macbeth Colorcheck Chart•色彩测试图卡（Macbeth Colorcheck Chart）•在不同色温/光源条件下拍摄 Macbeth Colorcheck Chart，比较拍摄图样中的色块数值与标准值的差异，评价LENS的色彩还原能力Gray Scale Chart•灰阶测试图卡（ Gray Scale Chart）•灰阶测试图卡底色为中灰，在取整数的近似条件下，均匀提取 RGB（ 0， 0， 0）至 RGB（ 255、 255、 255）共 256 级灰阶中的 20 级灰阶，用 20 个面积大小相等的矩形块分别填充上述 20 级灰度每级反射密度相差 0.1，图卡中设 A、 M、 B 三个标定相对应的反射密度是 0.05、 0.75 和 1.65，它们代表着高光、中性灰度和阴影，背景密度和 M 点相同ISO 14524灰阶卡Kodak Gray Scale 灰阶卡High Dynamic Range Charts可测高达120dB的动态范围Distortion test chart•由横17和23的垂直线的栅格结构被布置在白色背景上形成18X24正方形。

 2垂直网格线各分，中间在外2个垂直方行一个水平网格每一行划分中间在外水平方行Gray chart•灰卡18% Gray chart•灰卡可以确定照片的色彩平衡度在拍照时将灰卡拍入画面的一角或将灰卡拍满一幅底片将冲扩后的照片与灰卡实物进行比对，就能简单地通过照片l来判断色彩是否平衡Imatest 3.4界面简介畸变MTF解析度测试色彩还原、AWB、信噪比测试灰阶测试Shading、color shading测试本文以此版为准Imatest 4.4 界面简介测量宽动态等需要用此版本测试项目•解析度 Resolution•色彩还原 Color Accuracy/Saturation•亮度均匀性 Lens Shading•色彩均匀性 Color Uniformity•白平衡 White Balance•灰阶 Gray Scale•信噪比 Signal Noise Ratio•畸变 TV Distortion•视场角 Field of View•杂光鬼影 Flare & Ghost•感光度 Sensitivity•自动对焦 Auto Focus•场景 Scence Resolution　　image resolution，中国大陆译为“分辨率”，香港、台湾分别译为“解像度”和“解析度”，又称“解像力”，泛指量测或显示系统对细节的分辨能力。

　　此概念可以用时间、空间等领域的量测日常用语中之解析度多用于影像的清晰度解析度越高代表影像品质越好，越能表现出更多的细节；但相对的，因为记录的信息越多，文件也就会越大个人电脑里的图像，可以使用影像处理软件（例如Adobe Photoshop、PhotoImpact）调整大小、编修照片等　　imatest中SFR测试可反映图像解析度水平Resolution•调节摄像模组位置，使摄像模组与标版距离应在模组景深（成像最佳像距）范围内，且使ISO12233标版的相应区域（红框处）正好落在摄像模组的预览画面中，待图像稳定后拍照•将拍摄图片按实际大小预览显示，用肉眼判别绿框区域处的线对，从低频楔形5条线处开始往高频处读，将线条数发生变化的空间频率作为判读的分辨率，即当不能再辨别为5条线对时，此时即为解析度值Resolution•用camera module 比较Resolution的方法有两种•第一种是拍ISO12233chart，然后用眼睛看照片的resolution,这种方法虽然是厂经常用到，但因为Sensor的解析度越来越大，而且用眼睛看，而每个人的眼力各不相同，很难分辨细微的差异垂直刻度可以看出线条大概是8时不会太模糊，所以V_Res=800左右垂直刻度实际上表现出来的是水平方向像素区分情况。

Resolution•水平刻度可以看出线条大概也是8，V_Res=800左右，所以这个摄像模组的resolution H，V都是800，因为这是考验人的眼力，所以有时候眼力比较好的人会觉得刻度9的线条也可以看得清楚，比较有争议可使用HyRes读数，但不保证准确性水平刻度实际上表现出来的是垂直方向像素区分情况SFR•另一种方法使用imatest分析•Select SFR ROI by clicking & dragging, or click outside imageMTF选择区域SFR•选择黑色和白色交界的区域，一共需要测10次，中间横向，中间纵向，四角的横向纵向SFR•中间红色的“+”符号应在灰色和黑色的交界处，可使用左侧功能键作微调，务必使两种颜色在1:1之间，选择“Yes,Continus”进行下一步SFR•设定分析内容，按“OK”进行分析，进行下一步SFR•需要保存测试结果选择 YES•不需要保存测试结果选择 NOSFR•色散•首要看CA的值，单位为pixels0~0.5：色散控制极佳；0.5~1.0：较好范围；1.0~1.5 ：人肉眼可识别，中等镜头；1.5以上：镜头较差，影响成像质量SFR•MTF50解析度判断标准：像素像素解析度（解析度（lw/ph））区域常规高规四角解析度最大差异CIF中心200200边缘150150VGA中心30035050边缘2002501.3M中心600650100边缘5005502M中心800850150边缘6006503M中心9501000150边缘8008505M中心12001400200边缘100011008M中心15001600200边缘12001400Colorcheck•色彩还原测试•将24色色卡置于灯箱正面中心，色卡中心与边缘照度不大于10%。

调节摄像模组位置，使摄像模组正对色卡中心，并使标板占据模组预览画面75%以上，待图像稳定后拍照Colorcheck•在不同灯光下拍下如下图•打开colorcheck 分别选中A光下的24色图片、C光下的24色图片、D光下的24色图片A光图片CWH光图片D65光图片Colorcheck•软件会协助判断24color框的位置，可使用左侧功能键作微调，务必将24color都选在框内，选择“Yes,Continus”进行下一步Colorcheck•选择“OK”，进入下一步•点击Yes保存结果•若不需要保存结果， 则点击NoColorcheckColorcheck在此图片对应可以看到■ideal：表示理想值 ●Camera：表示摄像头的实际测得值Saturation（饱和度）：越高颜色越鲜艳，其中Sat=101.1%ΔC*ab mean=9.53;max=21.8ΔE*ab mean=14.6;max=23.8 其中ΔC，ΔE表示色彩正确度误差，一般而言值越小表示越接近真实颜色SRGB，也表示摄像模组的颜色误差越小，颜色越好，ΔE*ab计算色度差（C）外，还加入明度差（Y）Colorcheck•测试摄像模组相对色版24色的表现和色版标准颜色的差异，相机表现的色彩和原始色彩相对较大，数值越大，同样的颜色，方形与圆形越远，则此颜色的倾向越大，色彩差异值不能说越小越好，因为这一数值是24颜色的综合差异值。

Colorcheck•色彩还原判定标准像素像素色彩还原色彩还原ΔCΔESatCIF<15<20>100VGA<15<20>1001M<10<15100~1302M<10<15100~1303M<15<15105~1205M<15<15105~1208M<15<15105~120Colorcheck•RGBY Noise 噪声测试Colorcheck•测试摄像模组Camera的噪点情况，4个数值R,G,B,Y都必须小于1，以D65色温作分析即可，D65光源下，0.3M～2M要求<1.5%，3M以上<1%•由下面的图片可知R：0.40，G：0.37，B：0.59，Y：0.32•RGBY Noise数值很小表示摄像头模组的噪点小Colorcheck•白平衡（White Balance）测试•分析不同色温光源下拍摄的图片，得出      21、22色块HSV Saturation的值•Imatest辨认•0.3M要求D65/CWF/TL84，21/22格S<0.1，A光<0.15;1.3M～2M要求D65/CWF/TL84，21/22格 S<0.1，A光0.12;3M以上要求D65/CWF/TL84，21/22格 S<0.08，A光0.1。

AWB一般是看这两个色块Stepchart•测试摄像模组的动态范围•Kodak Q14灰阶卡置于D65光源灯箱正面中心，灰阶卡中与边缘照度差不大于10%，调节摄像模组位置，使摄像模组正对灰阶卡中心，并使灰阶卡占据模组预览画面80%以上，待图像稳定后拍照ISO 14524灰阶卡同理•进入Imatest Stepchart模块，选择测试图片，并框定测试区域Stepchart选择区域Stepchart当选择非Kodak的灰阶卡，例如ISO 14524灰阶卡时，Imatest会弹出一个窗口，选择与目标对应的Chart 类型，OK后进入下一步若没对选对Chart类型，会影响选取框范围和最终结果Stepchart•选取ROI范围，分析所拍摄的图片，必须将所有的格子都选中，但又不能超出格子（通过位置调整按钮调整）•在图中红色标注的即是可区分级数，所以右图可区分的级数是12，所以它的动态范围就是12Stepchart•对比度：（最高亮度-最低亮度）/255•例如（240.3-4.3）/255=0.93(93%)•最好是大于80%Stepchart•平均亮度：有两种表示，一是将所有亮度相加除以20；另一种是取中间阶亮度再加上前后阶亮度做平均；这两个值越接近越好。

•灰阶分辨率：前一灰阶亮度减下一灰阶亮度必须大于8，并且有任一阶小于0，如：240.3-221.2=19.1>8，计算出所有大于8的个数，所取得的个数就是可区分级数•判定标准如右图像素像素可区分级数可区分级数VGA>121M>122M>143M>155M>158M>15Light falloff•测试手法和测试环境：•1、色温，亮度都均匀的发光面板如国际上通用的DNP灯箱•2、模组靠近发光面板，保持在1cm以内，并尽可能排除外部其他光源干扰Light falloff•选择Imatest的Light Falloff，选中摄像头拍的18%灰照片，然后框起来分析范围，要超过照片的95%以上Light falloff•如果要在测试另一张照片，Imatest会秀出“ROI repeat”视窗，按“YES”不需再重选画面框的大小，防止框选的误差Light falloff•Corners：中心点与边缘四角的均一度比较，Corners：69.1%•Sides：中央与边缘四边的均一度比较，Sides：76.2%•一般要求corners/sides>80%，越大越好Light falloff•在调整Shading时发现和Camera模组的IR_Cut及色彩偏光片的品质有很大关系，如果使用的很烂，Shading怎样也调不好，调整Tools通常有亮度补偿可以让中央与四边的亮度提高，来提高亮度均一度，但是亮度均一度变好，颜色均一度可能会变差，色斑更明显，有时可以改变环境色温多计算几次，也许可以通过color shading。

Distortion•Distortion称为畸形率或扭曲度，这是一种因为Lens内凹凸透镜搭配问题而造成成像的缺陷，像点会随着中心点的距离之增大而位移，令影像中的“直线”向外或向外弯曲Distortion•将畸变测试卡置于灯箱正面中心，调节摄像模组位置，使摄像模组正对测试卡中心，并使测试卡100%充满模组预览画面，待图像稳定后拍照Distortion•计算方法：•SMIA TV Distortion = 100( A-B )/B ; A = ( A1+A2 )/2•SMIA TV Distortion > 0 is pincushion（枕形）; < 0 is barrel（桶形）.若不考虑误差，大致有如下关系：SMIA TV Distortion = 2 × EBU TV Distortion另一种计算方法EBU TV Distortion，公式如下：EBU:European Broadcasting UnionSMIA:Standard Mobile Imaging ArchitectureDistortion•畸变判定标准（SMIA TV Distortion ）像素像素畸变畸变CIF<3%VGA<2%1.3M<2%2M<1.5%3M<1%5M<1%8M<1%Filed of view•调节摄像模组位置，使摄像模组正对ISO12233标板中心，并使标板4:3区域充满模组预览画面，带图像稳定后拍照。

Filed of view•测量或计算出标板4:3区域高度W、宽度W以及摄像模组到标板的距离L•计算方法，如下图Filed of view•视场角判定标准像素像素FOVCIF>65°VGA>60°1.3M60~66°2M60~66°3M60~66°5M60~66°8M60~66°Flare&Ghost•测试摄像模组在逆光拍摄时，是否会产生异常的亮光映像•将摄像模组对着光源不同角度拍摄•对着光源拍摄时，若有明显羽状光芒，判定为杂光•若有明显可随着镜头位置变换而移动的光斑存在，则被判定为有鬼影Sensitivity•测试摄像模组在低照度拍摄时的表现•将24色色卡置于灯箱正面中心，调节摄像模组位置，使摄像模组正对色卡中心，并使标板占据模组预览画面75%以上，待图像稳定后分别在光源照度：5、10、25、50Lux条件下进行拍摄图片增加标注：亮度（Lux）、帧率（fps）、增益倍数（Gain）•肉眼主观判断是否能辨识色卡各色块，是否存在大量噪点Auto Focus•近焦测试：将印满5号字体的A4纸置于灯箱正面中心，调节摄像模组位置，使摄像模组距离A4纸10cm，并正对A4纸中心，待图像稳定后进行自动对焦拍摄。

•中焦50cm：选择合适ISO12233标板，调节摄像模组位置，使摄像模组距离标板50cm，待图像稳定后进行自动对焦拍摄•远焦150cm测试：方法同中焦•每种距离下各测试5次•判定标准：肉眼观察所拍摄的5次照片的中心及边缘区域，是否存在不清晰，且5张照片清晰程度有明显差异Scence•测试摄像模组的实际场景表现能力•测试方法：–室内：人像、植物、办公环境–室外：人像、建筑物、植物、逆光、晴天、阴天–肉眼观察画面是否清晰均匀，通透自然谢谢观看讲解难免有疏漏的地方还请谅解。