使用Imatest 分析手机camera IQ Part 1

Imatest 介紹

Imatest是美國Imatest LCC公司開發的專業 數位影像評測軟件，涵蓋了MTF、SQF、 SFR….等的分析, 這套軟體連微軟訂定Lync , Skype 驗證, 及大陸的QQ驗證都是以這套軟 體的分析數據為標準。
Imatest 介紹

Imatest 網址: http://
Light Falloff

如果要在測試另一張照片, Imatest 會秀 出”ROI repeat” 視窗, 按”Yes” 不須再重選畫 面框的大小, 防止框選的誤差
Light Falloff

在調整 Shading 時發現跟Camera 模組的 IR_Cut 及色彩偏光片品質有很大關係, 如果 使用很爛, Shading 怎樣也調不好, 手機調整 Tools 通常有亮度補償可以讓中央與四邊的 亮度提高,來提高亮度均一度, 但亮度均一度 變好, 顏色均一度可能會變差,色斑更明顯, 有時改變環境色溫多計算幾次, 也許可以過 color shading, 這是一些調適心得
18graychartlightfalloff再做shadingtable有分為highmiddlelow可用眼鏡布擦拭如果擦拭後還最好換個鏡頭不然分析會不準lightfalloff選擇imatest的lightfalloff載入手機拍的18灰照片然後框起要分析範圍超過照片的95以上lightfalloff接著進入分析功能設定可以根據客lightfallofflightfalloff張分析圖其中客戶會要求figure分析完成後可以將這5表格lightfalloff于80當然越大越好lightfalloff為顏色的均一度imatest照片分成若干小塊算出cmean為平均malightfalloff有些客會要求詳細的可使用imatest輸出excellightfalloff如果要在測試另一張照片imatestroirepeatlightfalloffshading時發現跟cameraircut及色彩偏光片品質有很大關係如果使用很爛shading怎樣也調不好手機調整tools通常有亮度補償可以讓中央與四邊的亮度提高來提高亮度均一度但亮度均一度變好顏色均一度可能會變也許可以過colorshading些調適心得stepchart這個選項可以分析照片的功能很多包括gammaexposuregarylevelcontrastrightnessssnrtsnrysnr

這是客戶最常要求分析的項目, 其主要分析 白平衡, 顏色飽和度, 顏色再現度, 色座標等
Colorcheck

使用chart : 24 color checker chart
Colorcheck

在標準燈箱內使用手機Camera 在D65, TL84, CWF, A-Light 的色溫對24 color check chart 拍照, 並將照片輸入Imatest 的Colorcheck 分 析
結論

因為Imatest 的功能太多, 所以先完成客戶比 較會要求分析手機Camera IQ數據的Color, Saturation, AWB, Shading, Contrast, Brightness, Gray Level 做分析說明, 接下來 Imatest分析第二部分針對畫面的SFR, Sharpness(銳利度), Resolution(解析度), Distortion(扭曲度) 做說明, 第三部分則針對 SSNR( 靜態噪點), TSNR(動態噪點), YSNR(亮噪點Anti-flicker(抖動度)做說明
Colorcheck

在imatest按Colorcheck, 選擇手機拍的 24colorchecker 照片, 會秀出照片預覽
Colorcheck

將24 color check 的”+”部分框起來
Colorcheck

接著軟體會協助判斷24color 框的位置, 可使 用左側功能鍵作微調, 務必將24 color 都在 框內, 按”Yes, Continus” 進行下一步
Stepchart

首先介紹客戶較會要求分析數據, 對比度, 平均亮度, 及灰階分辨率, 其中以灰階分辨率 為最重要, 這幾個數據皆不需那3張輸出 Figure, 只需Excel 數據的值做計算, 在Excel 數據會將20 灰階的亮度列出, 以這20 灰階 亮度做計算
Stepchart

Light Falloff

再來介紹Light Falloff 分析, 這功能是測試亮 度與顏色的均一度, 為shading 的測試
Light Falloff

準備chart: 18% Gray chart
Light Falloff

再做Shading Table 有分為High, Middle, Low 色溫, 所以最好根據這3組色溫拍照, 另外光 線得均勻度也會影響shading 的表現, 所以 最好能透過均光板來拍照, 另外如果拍出來 的照片發現有灰斑, 這是鏡頭髒了, 可用眼鏡 布擦拭, 如果擦拭後還是一樣, 最好換個鏡頭, 不然分析會不準, 拍攝需拍滿整張照片
Stepchart

這個選項可以分析照片的功能很多, 包括 Gamma, Exposure, Gary level, Contrast, Brightness, SSNR, TSNR, YSNR….. 等等, 但因 使用Chart 不同, 所以針對幾個同chart測試 做說明
Stepchart

Light Falloff

Figure 5為顏色的均一度, imatest 會將照片 分成若干小塊, 算出△C 與 △E 值, 客戶比較 偏向要△C, mean 為平均, max 最大偏移, 測 試標準: △C mean < 1, △C max < 2
Light Falloff

有些客戶會要求詳細的Excel 報告, 可使用 imatest 輸出excel 分析數據給客戶
Stepchart

在手機camera Tools調整對比度, 平均亮度 及灰階分辨率, 首先先調AE Tuning 的Target mean(整體亮度), Back light(暗階亮度), Histogram stretch( 亮階亮度), 這是屬於前 端, 如果還是有點不到標準, 再修正後端ISP Setting 中Gamma 的Brightness 及 Contrast
Light Falloff

選擇Imatest 的Light Falloff, 載入手機拍的 18%灰照片, 然後框起要分析範圍, 要超過照 片的95%以上
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接著進入分析功能設定, 可以根據客戶要求 輸出報表的數據做修改, 按OK 進入分析
Light Falloff

使用Imatest 軟體分析手機 Camera IQ Part 1
尚立Mobile 高級工程師 Aladdin
前言

當協助客戶調整手機camera IQ 參數時, 有些客 戶會拿一支sample 手機, 要求調得跟這支手機 一樣, 有時業務在推Camera 模組時, 說我這模 組IQ比您之前的模組好, 所以要客戶用我家的 模組等等, 但對於IQ 的相同或是差異, 有些客戶 是用眼睛看, 每個人對於顏色, 銳利度, 解析度…. 等的感受都不一樣, 這是一種不客觀的驗證,另 外有些貴的手機標榜camera IQ 很好, 但便宜的 手機就不好嗎?最近很多手機客戶都利用 Imatest 軟體來分析手機拍的照片, 以達到更客 觀的驗證。
對比度: (最高亮度)-(最低亮度)/255 例如(215.7-3.5)/255 = 0.83(83%) 最好大於80%
Stepchart

平均亮度: 有兩種表示, 一是將所有亮度相加 再除以20, 為 82.7, 另一種是取中間階亮度 再加上前後階亮度做平均, 所以取9,10,11 階 的亮度做平均, 為70, 這兩個值越接近越好
Stepchart

有些客戶要求調手機Camera的對大亮度: 215.7與 最小亮度: 3.5
Stepchart


灰階分辨率: 前一灰階亮度減下一灰階亮度 必須大於8, 並且有任一階小於0, 如215.7203.9=11.8>8 算一個總共統計出大於8的數 量, 如範例共 13個 建議大於13個
Colorcheck

接著進入分析設定, 如Color Space 內定是以 SRGB 為顏色標準, 可以根據要求更改, 按”OK” 則進入分析
Colorcheck

Colorcheck 共會輸出4 張Figure, 其中客戶會 要的是Figure 3 及 Figure 4, 做完分析後會有 一個Save Colorcheck results 視窗, 按”Yes” 可將分析圖及產生Excel 的報告給客戶
Light Falloff 會有5張分析圖, 其中客戶會要 求Figure 1 及Figure 5, 分析完成後可以將這 5張圖存起來並輸出詳細的Excel 表格
Light Falloff

Figure 1 是分析亮度均一度(Y), 客戶會要求 兩個參數Corner 為中心點與邊緣4 角的均 一度比較,Sides 為中央與邊緣4邊均一度的 比較, 原則上這兩個參數必須大於80%, 當然 越大越好
Stepchart

按”Stepchart”, 讀取拍好的20 Level Gary 照 片,框住20 Level Gray
Stepchart

接著進入設定畫面, 根據客戶需求做設定, 按 OK 進入分析
Stepchart

分析結束會產生3個分析figure, 可以save, 及產生Excel 格式
使用chart: Kodak Q14 灰階卡
Stepchart

因測試Gray Level, Contrast, Brightness….等 等跟環境亮度有很大關係(跟色溫較沒關), 因影響這些因素為Camera 的AE, 太暗會讓 AE 的ISO gain 提高而影響分析數據, 建議最 好在300Lux 的環境亮度
測試環境
Thank you
Colorcheck

Figure 4 為驗證White Balance, 分析24 color 的19~24 灰階的AWB 狀況
Colorcheck Nhomakorabea
觀察Figure 4 下方的灰階分析, 讀取紅色[]內 數值, 越小表示白平衡做的越好 驗證標準: 通常客戶看20,21,22 階為<0.08, 有些客戶會加上23階為<0.12
Colorcheck

如果客戶要更詳細資料, Imatest 可以將分析 結果以Excel 方式輸出, 如24 color 每一color 在△C 與△E 的分析
Colorcheck


因色溫會影響顏色及AWB 的表現, 所以最好 能做D65(高色溫), TL84(中色溫), CWF(中色 溫), A-Light(低色溫)的Colorcheck 比較, PS :戶外(陽光普照的環境)屬於高色溫(D75, D65), 居家, 店面屬於中色溫(TL84,CWF), 黃昏, 燭光, 鎢絲燈屬於低色溫(U30, A-Light, HZ)
Imatest 介紹

因Imatest 分析照片的功能相當多, 有些還在 研究, 目前先針對客戶較常要求分析比較的 功能做介紹, 其他功能後續會再補充, 先做 Color, AWB, Shading, Gray Level, Brightness, Contrast 分析做說明
Colorcheck
Colorcheck

Figure3 為X-Rite 表(色差表), 以SRGB 做比 較, 其中●Camera 表示相機color 在色座標 的位置, 而■Ideal 表示SRGB color 的位置
Colorcheck

如果要調的跟樣機的color 一樣就要 比較24 色座標位置是否相同, 但因為兩支手機使用 的Camera 模組及ISP 不一樣, 他們的顏色座 標是很難調得完全一樣, 只能盡量接近
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如果要比較手機顏色的好壞有3個數值 Saturation 飽和度: 越高顏色越鮮豔, 建議 >100 △C*ab, △E*ab: 表示色彩還原度誤差, 一般 而言值越小表示越接近真實顏色, 表示手機 的顏色越好, △E*ab 計算除色度差(C)外, 還 加入明度差(Y) 驗證標準: △C<8, △E<15