Imatest测试注意事项及相关结果分析
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• MTF20P很接近于“消失的”分辨率，即人眼几乎看不到细节的空间频率位置， 而MTF50P则更好的反应视觉清晰度或分辨力。
• MTF50P和MTF20P可以用LW/PH空间频率值来表示，它代表着图像可以再现多少细 节，LW/PH单位可以比较不同像素的相机之前的清晰度。
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SFRplus测试卡的图像分析结果
• 左下角的图显示了R, G, B, 和 Y（亮度）的噪点谱。
Figure 12: Noise detail
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棋盘卡图像分析结果
• 右上图显示了畸变在半径方向造 成的改变△r(归一化到中心到边 角的距离)，公式为(input) radius r(distorted) = rd.
• Δr = r(corrected) – r(distorted) = ru – rd 这里ru 表示校正 后的半径。△r是校正图像的 Scaling的函数
• 横向色差可以使用SFRplus测试卡进行测量，它的结果由图像中心到边角距离的百分比来表示（即1/2对角 线距离的百分比），根据所选区域到边角的夹角进行校正。它可以给出最好的综合分析结果，因为这样与 测量的位置和像素数量无关。
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SFRplus测试卡的测试环境
• 使用反射式面光源以左右45夹角照射测试卡。 • 测量光源的色温和照度，确保达到适合的测量条件。 • 我们建议的常用测量条件是：
• 黄色框：MTF50P • 浅灰色框：MTF20P • 品红色框：横向色差区域中心到
边角的位置百分比
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清晰度分析结果
• 右边上侧的的图表是斜边在空间域的 显示
• 一个关键的数据是10%-90%的像素数差 异
• 斜边Over/Undershoot 的数据由一个百 分数表示
• 下侧的图表则显示在斜边在频率域中 MTF数据的变化。
特别是手机拍摄，但是对于建筑摄影来说是非常关键的。
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Lateral Chromatic Aberration(LCA)横向色差的定义
• 色差(CA)是由于不同波长的光通过镜头时的折射不同造成的。对于不同色彩的光镜片折射的程度不同。尽 管将横向色差控制到最小是镜头设计的目标之一，但问题不会完全消除，大多数的超广角镜头，长焦镜头， 大范围的变焦镜头的横向色差会比较明显。在图像的边缘也会比较明显。
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SFRplus测试卡的图像分析结果
• 清晰度的结果一般表示为每个选择位置的MTF50P和MTF20P数据，并可以按照图 像的不同区域设置权重。MnnP是指MTF从峰值减少到nn%时，的空间频率。 MTF50P和MTF20P与MTF50和MTF20类似，但由于软件的锐化处理，增加了MTF50和 MTF20的数值，但是图像质量并没有提升，甚至由于边缘出现“Halos”现象， 图像的视觉质量还有所下降。
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色彩/白平衡测试结果分析
定义和结果分析
• 中间的方块是色块的理想值，根 据测试卡上的照明修正。此修正 是根据灰色区域的二届调整得到。 区域1和区域2的亮度应该很接近。 区域2可能在有些色块暗一些， 有些色块亮一些。区域2和区域3 对应于L*a*b*色彩误差绘图
Figure 10: Color Analysis Plot
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色彩/白平衡测试结果分析
定义和结果分析
• 平均饱和度差Chroma(%)是图像 饱和度与ColorChecker参考数据 的饱和度百分比的平均值
• △C是不考虑亮度的，仅考虑彩 度的差异。而△E则包括了亮度 的差异。Imatest显示两种△C值， 带有饱和度校正的，以及不带饱 和度校正的。
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色彩/白平衡测试结果分析
定义和结果分析
• 右图是由底部灰度色块得到的图 形结果，包括色调响应和噪点。
• 左上角的图显示了灰度色块的平 均密度（黑色曲线），和一阶二 阶密度调整（蓝色点划线和绿色 曲线）。
• 右上角的图显示了色卡（灰度色 块）的密度响应
• 左下角的图显示了每一个灰度色 卡的信噪比（ SNR ）
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棋盘卡图像分析结果
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色彩/白平衡测试环境设置
• 在“Multichart_1 ROI Fine Adjustment”窗口可以微调选区，选好 后确认参数设置是否正确。在V4.0 版的软件中，可以对ColorChecker 进行自动定位。
• 参数设置有如下推荐。
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色彩/白平衡测试结果分析
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SFRplus图像分析结果
• 分析数据可以存储为多种数据格式和 分析图表。
• CSV,XML,JSON
• 右图是典型的CSV输出数据，可以看 到FOV, 清晰度和畸变数据。
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清晰度分析结果
• 当选择13个分析区域时，可以生成一 张3D的分析图表。
• 在这个图表中重点看MTF数据在整个取 景范围内的均匀性。
Figure 11: Gray scale tonal response and noise
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色彩/白平衡测试结果分析
定义和结果分析
• 左上角的图显示了色卡（灰度色 块）的密度响应
• 右上角的图显示了色卡第三行的 噪点或信噪比（ SNR ），包含 了最强烈的色块。
• 左下角的图显示了每个色块对数 曝光的R, G, B, 和 Y（亮度） 的均方根噪点。
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色彩/白平衡测试结果分析
定义和结果分析
• 在分析结果时需要考虑以下因素。相机生产商不需要精确的色彩复制，因为 结果是沉闷的。他们认为精确的色彩和令人愉快的色彩是有所不同的。大多 数的人喜欢深蓝色，饱和的绿色，暖调的、微微饱和的肤色。因此他们常常 提高饱和度，特别是对于蓝色，绿色和肤色。
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Field of View(FOV) 视场角的定义
• FOV是一个成像系统在一定位置上拍摄时的可见视场范围。在 FOV以外的空间是相机不可见的。通常用角度来表示。 • FOV通常分为垂直视角，水平视角和对角线视角表示。 • SFRplus测试卡可以自动分析FOV。
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Distortion畸变的定义
• Nyquist频率以上的能量如果过多，刚代表可能出现了混淆现象或摩尔纹。
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•SSFFRRplups l多区u域s分测析结果试图 卡的图像分析结果
• 此图显示了在取景范围内各个位置的 MTF值
• 在被选的区域旁边有许多带颜色的数 据框
• 浅蓝色框：代表中心到边角的位置百分 比%distance
• 清晰度体现了一个成像系统表现图像细节的能力。 • 它是所有图像质量参数中最为重要的一个。 • 消费者希望相机增加像素的同时也增加清晰度，但往往这 是难于实现的。 • 相机的清晰度通常会随着ISO速度的增加更降低，这是由 于噪点的增加和软件降噪处理造成的。
• SFRplus测试卡是测量清晰度的理想图卡，因为它可以在整 个取景器内分析各个位置的图像
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反射测试卡测试环境
• 测试的光照均匀性要求 - 对于反射式测试卡应
测量9个点分析光照的均 匀性或至少5个点(中间 及四角)。见右图。 - 我们建议在大多数的 情况下，例如卡的尺寸 在1米以下的情况，尽量 达到90%以上的均匀条件。 1米以上的尺寸尽量达到 80%以上。
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Sharpness 清晰度的定义
• 畸变 • 畸变是一种可以把直线变成曲线的像差。广角镜头、变焦 镜头，远距镜头容易造成严重的畸变。在图像的边缘切线 尤其明显，但对于沿半径的放射线是看不到畸变的。 • 畸变有两种形式
• Barrel 桶形畸变 • Pincushion枕形畸变
• 畸变越小越好，但是 对于普通消费者的拍摄来说，畸变不是一个很大的问题，
• 色温D65或D50 • 照度达到900lux左右 • 均匀性>90%(4倍的测试卡大于80%)
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SFRplus测试卡的拍摄
• 正确的对于SFRplus测试卡进行取景是得到准确测量结果的关键。 • 在调整好光照条件和正确取景后就可以进行拍摄了。 • 建议在一个设备同一条件下拍摄多张图片
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色彩/白平衡测试结果分析
定义和结果分析
• 在CIELAB色彩空间中显示出色彩 误差。
• 小方块是理想的ColorChecker数 据，来自于ColorChecker的参考 文件。圆点是真实的(a,b)数据， 来源于图像。
• 在方块或圆圈附近的数字是 ColorChecker色块的编码。
• 测试卡的背景在显示色域中如 SRGB中 希望达到L=0.9左右
• 对于每一个选中的区域，MTF50P和MTF20P都可以显示在二维的图像中。在三维 图像中显示MTF50P可以在取景范围内有更好的可视化比较。
• 通常在空间域，一个清晰锐利的没有“Halo”现象(5%-25%)的边缘是非常好的， 而在频率域则表现为在Nyquist频率以下，MTF50P或MTF20P的数值较高， oversharpening 低于20%-25%。
SFRplus测试卡的图像分析
• 在Imatest软件的界面打开SFRplus 设置模块。 • 调入拍摄的图像。
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SFRplus测试卡的图像分析
• 右图是一些参考设定 • 在"Optional Settings"设置中
输入测量的上黑边到下黑边的 高度，以及镜头到测试卡的距 离。 • 然后点击切换到”SFRplus Auto mode setup“
反射测试卡测试环境
• 左右两个面光源以45度 角照射测试卡，见图1
• 对于荧光灯管类光源 (D65/CWF/3500K等)每天 在测试前需要开灯15分 钟预热使其稳定。
• 应该经常测量光源照度/ 色温/均匀性以保证适当 的测试条件。
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反射测试卡测试环境
• 可通过以下方式调节光照在测试卡上 的照度 • 首先把每种色温的灯管开关全部 打开，亮度调整到最大。调节光 源面板到测试卡的距离，距离越 近照度越大。 • 单倍光源的光强在距离60-80cm 时，对于60cm的照面可以达到 1200-1500lux。80-120cm的距离 可以达到800-1000lux. • 双倍光源(如D50光源换为D65光 源，同时打开)，或者同时打开 D65和D50光源。在60-80cm的距 离，60cm以内的照度可以达到 2000-3000lux，80-120cm的距离 可以达到1500-2000lux.
• 这是一种简单的可视化的方式，去分析 清晰度的分布。
• SMIA 畸变也可以在此图表中读出。
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FOV图像分析结果
• FOV可以在二维多区域图表中显示。 如下图
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棋盘卡图像分析
• 青色和红色的线表示校正后的水 平和垂直线。
• 青色和红色的箭头示意畸变方向
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棋盘卡图像分析
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定义和结果分析 • 当饱和度>100%时，视觉上饱和度会增强。饱和度在图像质量参数中
是比较重要的，特别是从RAW文件在转换时经常关注。在相机图像处 理时提高饱和度使图片更生动，(120%的饱和度在卡片机上是很常见 的) 但提高饱和度可能带来较高饱和区域的细节损失。超过120%一般 认为是过度。 • 白平衡错误在中灰块上的表现十分明显。(最下面的20-23块) ，当 Delta-C<3时，较难用肉眼分辨。当Delta-C>10时则比较严重了。 • 不同品牌对于色彩和白平衡有不同的策略，有些倾向于提高饱和度， 有些则倾向于较“暖”或较“冷”的基调，基于不同的AWB调整。
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色彩/白平衡测试结果分析
定义和结果分析
• 平均饱和度差Chroma(%)是图像 饱和度与ColorChecker参考数据 的饱和度百分比的平均值
• △C是不考虑亮度的，仅考虑彩 度的差异。而△E则包括了亮度 的差异。Imatest显示两种△C值， 带有饱和度校正的，以及不带饱 和度校正的。
• MTF50P和MTF20P可以用LW/PH空间频率值来表示，它代表着图像可以再现多少细 节，LW/PH单位可以比较不同像素的相机之前的清晰度。
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SFRplus测试卡的图像分析结果
• 左下角的图显示了R, G, B, 和 Y（亮度）的噪点谱。
Figure 12: Noise detail
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• 右上图显示了畸变在半径方向造 成的改变△r(归一化到中心到边 角的距离)，公式为(input) radius r(distorted) = rd.
• Δr = r(corrected) – r(distorted) = ru – rd 这里ru 表示校正 后的半径。△r是校正图像的 Scaling的函数
• 横向色差可以使用SFRplus测试卡进行测量，它的结果由图像中心到边角距离的百分比来表示（即1/2对角 线距离的百分比），根据所选区域到边角的夹角进行校正。它可以给出最好的综合分析结果，因为这样与 测量的位置和像素数量无关。
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SFRplus测试卡的测试环境
• 使用反射式面光源以左右45夹角照射测试卡。 • 测量光源的色温和照度，确保达到适合的测量条件。 • 我们建议的常用测量条件是：
• 黄色框：MTF50P • 浅灰色框：MTF20P • 品红色框：横向色差区域中心到
边角的位置百分比
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清晰度分析结果
• 右边上侧的的图表是斜边在空间域的 显示
• 一个关键的数据是10%-90%的像素数差 异
• 斜边Over/Undershoot 的数据由一个百 分数表示
• 下侧的图表则显示在斜边在频率域中 MTF数据的变化。
特别是手机拍摄，但是对于建筑摄影来说是非常关键的。
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Lateral Chromatic Aberration(LCA)横向色差的定义
• 色差(CA)是由于不同波长的光通过镜头时的折射不同造成的。对于不同色彩的光镜片折射的程度不同。尽 管将横向色差控制到最小是镜头设计的目标之一，但问题不会完全消除，大多数的超广角镜头，长焦镜头， 大范围的变焦镜头的横向色差会比较明显。在图像的边缘也会比较明显。
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• 清晰度的结果一般表示为每个选择位置的MTF50P和MTF20P数据，并可以按照图 像的不同区域设置权重。MnnP是指MTF从峰值减少到nn%时，的空间频率。 MTF50P和MTF20P与MTF50和MTF20类似，但由于软件的锐化处理，增加了MTF50和 MTF20的数值，但是图像质量并没有提升，甚至由于边缘出现“Halos”现象， 图像的视觉质量还有所下降。
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色彩/白平衡测试结果分析
定义和结果分析
• 中间的方块是色块的理想值，根 据测试卡上的照明修正。此修正 是根据灰色区域的二届调整得到。 区域1和区域2的亮度应该很接近。 区域2可能在有些色块暗一些， 有些色块亮一些。区域2和区域3 对应于L*a*b*色彩误差绘图
Figure 10: Color Analysis Plot
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色彩/白平衡测试结果分析
定义和结果分析
• 平均饱和度差Chroma(%)是图像 饱和度与ColorChecker参考数据 的饱和度百分比的平均值
• △C是不考虑亮度的，仅考虑彩 度的差异。而△E则包括了亮度 的差异。Imatest显示两种△C值， 带有饱和度校正的，以及不带饱 和度校正的。
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色彩/白平衡测试结果分析
定义和结果分析
• 右图是由底部灰度色块得到的图 形结果，包括色调响应和噪点。
• 左上角的图显示了灰度色块的平 均密度（黑色曲线），和一阶二 阶密度调整（蓝色点划线和绿色 曲线）。
• 右上角的图显示了色卡（灰度色 块）的密度响应
• 左下角的图显示了每一个灰度色 卡的信噪比（ SNR ）
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色彩/白平衡测试环境设置
• 在“Multichart_1 ROI Fine Adjustment”窗口可以微调选区，选好 后确认参数设置是否正确。在V4.0 版的软件中，可以对ColorChecker 进行自动定位。
• 参数设置有如下推荐。
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SFRplus图像分析结果
• 分析数据可以存储为多种数据格式和 分析图表。
• CSV,XML,JSON
• 右图是典型的CSV输出数据，可以看 到FOV, 清晰度和畸变数据。
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清晰度分析结果
• 当选择13个分析区域时，可以生成一 张3D的分析图表。
• 在这个图表中重点看MTF数据在整个取 景范围内的均匀性。
Figure 11: Gray scale tonal response and noise
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色彩/白平衡测试结果分析
定义和结果分析
• 左上角的图显示了色卡（灰度色 块）的密度响应
• 右上角的图显示了色卡第三行的 噪点或信噪比（ SNR ），包含 了最强烈的色块。
• 左下角的图显示了每个色块对数 曝光的R, G, B, 和 Y（亮度） 的均方根噪点。
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色彩/白平衡测试结果分析
定义和结果分析
• 在分析结果时需要考虑以下因素。相机生产商不需要精确的色彩复制，因为 结果是沉闷的。他们认为精确的色彩和令人愉快的色彩是有所不同的。大多 数的人喜欢深蓝色，饱和的绿色，暖调的、微微饱和的肤色。因此他们常常 提高饱和度，特别是对于蓝色，绿色和肤色。
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Field of View(FOV) 视场角的定义
• FOV是一个成像系统在一定位置上拍摄时的可见视场范围。在 FOV以外的空间是相机不可见的。通常用角度来表示。 • FOV通常分为垂直视角，水平视角和对角线视角表示。 • SFRplus测试卡可以自动分析FOV。
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Distortion畸变的定义
• Nyquist频率以上的能量如果过多，刚代表可能出现了混淆现象或摩尔纹。
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•SSFFRRplups l多区u域s分测析结果试图 卡的图像分析结果
• 此图显示了在取景范围内各个位置的 MTF值
• 在被选的区域旁边有许多带颜色的数 据框
• 浅蓝色框：代表中心到边角的位置百分 比%distance
• 清晰度体现了一个成像系统表现图像细节的能力。 • 它是所有图像质量参数中最为重要的一个。 • 消费者希望相机增加像素的同时也增加清晰度，但往往这 是难于实现的。 • 相机的清晰度通常会随着ISO速度的增加更降低，这是由 于噪点的增加和软件降噪处理造成的。
• SFRplus测试卡是测量清晰度的理想图卡，因为它可以在整 个取景器内分析各个位置的图像
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反射测试卡测试环境
• 测试的光照均匀性要求 - 对于反射式测试卡应
测量9个点分析光照的均 匀性或至少5个点(中间 及四角)。见右图。 - 我们建议在大多数的 情况下，例如卡的尺寸 在1米以下的情况，尽量 达到90%以上的均匀条件。 1米以上的尺寸尽量达到 80%以上。
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Sharpness 清晰度的定义
• 畸变 • 畸变是一种可以把直线变成曲线的像差。广角镜头、变焦 镜头，远距镜头容易造成严重的畸变。在图像的边缘切线 尤其明显，但对于沿半径的放射线是看不到畸变的。 • 畸变有两种形式
• Barrel 桶形畸变 • Pincushion枕形畸变
• 畸变越小越好，但是 对于普通消费者的拍摄来说，畸变不是一个很大的问题，
• 色温D65或D50 • 照度达到900lux左右 • 均匀性>90%(4倍的测试卡大于80%)
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SFRplus测试卡的拍摄
• 正确的对于SFRplus测试卡进行取景是得到准确测量结果的关键。 • 在调整好光照条件和正确取景后就可以进行拍摄了。 • 建议在一个设备同一条件下拍摄多张图片
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色彩/白平衡测试结果分析
定义和结果分析
• 在CIELAB色彩空间中显示出色彩 误差。
• 小方块是理想的ColorChecker数 据，来自于ColorChecker的参考 文件。圆点是真实的(a,b)数据， 来源于图像。
• 在方块或圆圈附近的数字是 ColorChecker色块的编码。
• 测试卡的背景在显示色域中如 SRGB中 希望达到L=0.9左右
• 对于每一个选中的区域，MTF50P和MTF20P都可以显示在二维的图像中。在三维 图像中显示MTF50P可以在取景范围内有更好的可视化比较。
• 通常在空间域，一个清晰锐利的没有“Halo”现象(5%-25%)的边缘是非常好的， 而在频率域则表现为在Nyquist频率以下，MTF50P或MTF20P的数值较高， oversharpening 低于20%-25%。
SFRplus测试卡的图像分析
• 在Imatest软件的界面打开SFRplus 设置模块。 • 调入拍摄的图像。
精品课件
SFRplus测试卡的图像分析
• 右图是一些参考设定 • 在"Optional Settings"设置中
输入测量的上黑边到下黑边的 高度，以及镜头到测试卡的距 离。 • 然后点击切换到”SFRplus Auto mode setup“
反射测试卡测试环境
• 左右两个面光源以45度 角照射测试卡，见图1
• 对于荧光灯管类光源 (D65/CWF/3500K等)每天 在测试前需要开灯15分 钟预热使其稳定。
• 应该经常测量光源照度/ 色温/均匀性以保证适当 的测试条件。
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反射测试卡测试环境
• 可通过以下方式调节光照在测试卡上 的照度 • 首先把每种色温的灯管开关全部 打开，亮度调整到最大。调节光 源面板到测试卡的距离，距离越 近照度越大。 • 单倍光源的光强在距离60-80cm 时，对于60cm的照面可以达到 1200-1500lux。80-120cm的距离 可以达到800-1000lux. • 双倍光源(如D50光源换为D65光 源，同时打开)，或者同时打开 D65和D50光源。在60-80cm的距 离，60cm以内的照度可以达到 2000-3000lux，80-120cm的距离 可以达到1500-2000lux.
• 这是一种简单的可视化的方式，去分析 清晰度的分布。
• SMIA 畸变也可以在此图表中读出。
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FOV图像分析结果
• FOV可以在二维多区域图表中显示。 如下图
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• 青色和红色的线表示校正后的水 平和垂直线。
• 青色和红色的箭头示意畸变方向
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定义和结果分析 • 当饱和度>100%时，视觉上饱和度会增强。饱和度在图像质量参数中
是比较重要的，特别是从RAW文件在转换时经常关注。在相机图像处 理时提高饱和度使图片更生动，(120%的饱和度在卡片机上是很常见 的) 但提高饱和度可能带来较高饱和区域的细节损失。超过120%一般 认为是过度。 • 白平衡错误在中灰块上的表现十分明显。(最下面的20-23块) ，当 Delta-C<3时，较难用肉眼分辨。当Delta-C>10时则比较严重了。 • 不同品牌对于色彩和白平衡有不同的策略，有些倾向于提高饱和度， 有些则倾向于较“暖”或较“冷”的基调，基于不同的AWB调整。
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色彩/白平衡测试结果分析
定义和结果分析
• 平均饱和度差Chroma(%)是图像 饱和度与ColorChecker参考数据 的饱和度百分比的平均值
• △C是不考虑亮度的，仅考虑彩 度的差异。而△E则包括了亮度 的差异。Imatest显示两种△C值， 带有饱和度校正的，以及不带饱 和度校正的。