图像与镜头质量测试规范之欧阳地创编

图像与镜头质量测试规范
目录
一、图像质量理论测试3
1、色板区域介绍3
2、解析度3
3、锐度4
4、色散5
5、色彩还原性6
6、肤色还原7
7、白平衡7
8、低照度8
9、逆光补偿9
10、灰阶、动态范围、对比度10
11、镜头畸变11
12、暗角12
13、噪点13
14、散光15
15、紫边16
二、实际景物拍摄16
16、实际静景拍摄16
注：
1、对比测试时需保障码流、帧率、分辨率、光圈最大等
一致性。

2、若后续需要增加测试项会持续更新。

一、图像质量理论测试
1、色板区域介绍
2、解析度
用摄像机拍摄的影音信号需要在电视上播放时，需要换算成与电视画质相同的单位。

而
电视的画面清晰度是以水平清晰度作为单位。

通俗地说，我们可以把电视上的画面以水平方向分割成很多很多“条”，分得越细，这些画面就越清楚，而水平线数的数码就越多。

这个单位是“电视行（TVLine）”也称线。

解析度一般与镜头、CCD、CMOS 成像有关。

解析度16:9测试样张
测试目的测试摄像机解析度，即清晰度
测试工具HYRes、D65光源、ISO12233解析卡
测试条件
1、镜头必需使用最大光圈。

2、需在白色光源下拍摄一组色板样张，并使用照度计读出测试环境亮度。

3、必需根据摄像机的画面比例进行拍摄，如4:3、16:9 画面。

测试步骤
1、根据摄像机的画面比例在白色光源下拍摄一组色板样张，并使用照度计
读出测试环境亮度。

2、打开HYRes 软件，依次点击“File”>“Trimming mode”进入测试界面。

3、点击“File”>“Open”选择一个待测试文件。

4、使用鼠标左键选择如上图红色区域部分。

5、点击Execute 读取当前区域的解析度值并记录数据。

6、测试实例：
ISO12233标板在画面中过满，画面中拍摄到的这部分标板实际高度是
168mm，而这张标板的实际高度是250mm，利用HYRes软件读数为
1300LW/PH，因此根据：
所以最终结果应该就是：
测试标准
完成标准
1、软件读取的值可能有误差，每次读取的值必须经过视觉进行核实并记
录。

2、主观评价样张图像效果，在测试报告中粘贴解析度的局部图。

优先级高
3、锐度
锐度，有时也叫“清晰度”，它是反映图像平面清晰
度和图像边缘锐利程度的一个指标。

如果将锐度调高，图像平面上的细节对比度也更高，看
起来更清楚。

比如，在高锐度的情况下，不但画面上人脸的皱纹、斑点更清楚，而且脸部肌肉的鼓起或凹下也可表现得栩栩如生。

在另一种情况下，即垂直方向的深色或黑色线条，或黑白图像突变的地方，在较高锐度的情况下，线条或黑白图像突变的交接处，其边缘更加锐利，整体画面显得更加清楚。

因此，提高锐度，实际上也就是提高了清晰度，这是人们需要的、好的一面。

但是，并不是将锐度调得越高越好。

如果将锐度调得过高，则会在黑线两边出现白色线条的镶边，图像看起来失真而且刺眼。

这种情况如果出现在块面图像上，图像就会显得严重失真，不堪入目。

镜头锐度测试样张
4、色散
5、色彩还原性
色彩还原指彩色CCD、CMOS 经过拍摄加工后，彩色摄影画面的色彩大体上和原景物的色彩相一致。

是早期彩色电影摄影追求的目标。

影响色彩还原的因素有CCD、CMOS 的性能，摄影镜头的质量，光线的色温等。

色彩还原性测试样张
6、肤色还原
7、白平衡
所谓白平衡，就是摄像机对白色物体的还原。

当我们用肉眼观看这大千世界时，在不同的光线下，对相同的颜色的感觉基本是相同的，比如在早晨旭日初升时，我们看一个白色的物体，感到它是白的；而我们在夜晚昏暗的灯光下，看到的白色物体，感到它仍然是白的。

这是由于人类从出生以后的成长过程中，人的大脑已经对
不同光线下的物体的彩色还原有了适应性。

但是，作为摄像机，可没有人眼的适应性，在不同的光线下，由于CCD 输出的不平衡性，造成摄像机彩色还原失真：或者图像偏蓝，或者偏红。

白平衡Imatest 测试示意图
8、低照度
照度是反映光照强度的一种单位，其物理意义是照射到单位面积上的光通量，照度的单
位是每平方米的流明（Lm）数，也叫做勒克斯（Lux ）： 1Lux=1Lm 平方米。

上式中，Lm
是光通量的单位。

1Lux 大约等于 1 烛光在 1 米距离的照度，我们在摄
像机参数规格中常见的最低照度，表示该摄像机只需在所标示的Lux 数值下，即能获取清晰的影像画面，此数值越小越好，说明CCD、CMOS 的灵敏度越高。

同样条件下，黑白摄像机所需的照度远比尚须处理色彩浓度的彩色摄像机要低10 倍。

低照度16:9 画面测试样张
9、逆光补偿
逆光补偿也称作逆光补正或背光补偿（Backlight Compensation,BLC）,他可以有效补偿
摄像机在逆光环境下拍摄时画面主体黑暗的缺陷。

在某些应用场合，视场中可能包含一个很
亮的背景区域，如逆光环境下的门窗等，而被观察的主体则处于亮场的包围之中，画面一片
昏暗，无层次。

此时，需要引入逆光补偿功能。

摄像机
仅对整个视场的一个子区域进行检测，
通过求此区域的平均信号电平信号来确定AGG 电路的工作点。

由于子区域的平均电平很低，
AGG 放大器会有较高的增益，使输出视频信号的幅值提高，从而使监视器上的主题画面明
朗。

此时的背景画面会更加明朗，但其与主体画面的主观亮度差会大大降低，整个视场的可
视性得到改善。

逆光补偿实际拍摄差别样张
10、灰阶、动态范围、对比度
动态范围（Dynamic Range）对数码相机简单来说就是亮部与暗部的细节表现，也就是黑与白的极端表现。

大家在拍摄中可能会遇到这样一种情况，画面的光暗对比太强烈，特别在逆光拍人像的情况下，我们将很难兼顾人的面部和背景的曝光。

测试时可参考Imates中的
Total 数值，数值越大其动态范围也越大。

动态范围越大，所能表现的层次越丰富，所包含的色彩空间也越广。

数码相机的动态范围越大，它能同时记录的暗部细节和亮部细节越丰富。

图1：动态范围测试样张
图2：灰阶计算
11、镜头畸变
畸变是像差的一种。

物体上的直线经过透镜成像后变成弯曲的现象。

畸变是由于透镜的放大率随光束和主轴间所成角度改变而引起。

光线离主轴越远，畸变越大，但是若与主轴正交并通过主轴，则不发生畸变。

放大率随入射角度增加而增大时称正畸变。

（即枕形畸变图
20b）。

放大率随入射角度增加而减小时负畸变（即桶形畸变图20c）。

换句话说，若物点离开光轴约远，放大率越大，就产生畸变，如果物点离开光轴越远，放大率越小则产生负畸变。

特别是镜片屈光度大时，像的畸变现象严重。

由于畸变，看物体，像失去了原来的正确形状。

减小畸变的方法是，对单一透镜改变镜片的外形，采用最佳的外形可以使畸变减小到最小程度。

镜头畸变测试数据样张
12、暗角
对着亮度均匀景物，画面四角有变暗的现象，叫做“失光”，俗称“暗角”。

暗角对于任何镜头都不可避免。

产生暗角的原因主要有：
1、边角的成像光线与镜头光轴有较大的夹角，是造成边角失光的主要原因。

2、长焦镜头尤其是变焦长焦镜头镜片很多，偏离光圈比较远的镜片为了能让边角光线通过，这些镜片必须很大。

为了降低成本，缩小了这些镜片直径，造成边角成像光线不能完全通过，降低了边角的亮度。

3、边角的像差较大。

为了提高像质，某些镜片的边缘或专门设置的光阑有意挡住部分影响成像质量的边缘光线，造成边角失光。

暗角测试样张
13、噪点
噪点（noise）主要是指CCD（CMOS）将光线作为接收信号接收并输出的过程中所产生的图像中的粗糙部分，也指图像中不该出现的外来像素，通常由电子干扰产生。

看起来就像图像被弄脏了，布满一些细小的糙点、雪花斑点。

我们平时所拍摄的数码照片如果用个人电脑将拍摄到的高画质图像缩小以后再看的话，也许就注意不到。

不过，如果将原图像放大，那么就会出现本来没有的颜色（假色），这种假色就是图像噪音。

当摄像机摄取较亮场景时，监视器显示的画面通常比较明快，观察者不易看出画面中的干扰噪点；而取较暗场景时，监视器显示的画面就比较昏暗，观察者很容易看到画面中雪花状的干扰噪点。

干扰噪点的强弱与摄像机的信噪比指标有直接关系，即信噪比越高，干扰噪点对画面的影响就越小。

噪点测试样张
14、散光
散光是指镜头因制作不均匀，光的折射有偏差从而影响到物体成像，造成图片在对着光
源的时候有一种模糊朦胧的感觉。

普通场景下一般差别不大，但在一些细节上显得比较明显。

在当今的数码产品领域，它往往扮演着很重要的角色。

以下是散光测试的方法。

（标准散光测试卡）
（图像散光样张）
15、紫边
由于被摄物体反差较大，在照片上亮部与暗部交界处
出现的色散现象，沿交界处会出现一道紫色的镶边(多数情况下是紫色，有时也可能是其他颜色)，这种现象就叫做紫边现象。

如下图所示。

灯光紫边非常明显紫边控制很好
二、实际景物拍摄
16、实际静景拍摄
实际环境拍摄测试有助于我们测评摄像机的解析度、曝光、色彩还原能力等实际情况。

实景拍摄样张。