數(shù)碼照相機 色位移的測量 征求意見稿

1數(shù)碼照相機色位移的測量本文件界定了數(shù)碼照相機色位移測量方法的相關(guān)術(shù)語和定義，描述了數(shù)碼照相機色位移的測試模式、測量條件和方法，以便能夠比較測量結(jié)果。本文件未規(guī)定色位移的允許范圍。本文件適用于數(shù)碼照相機輸出的圖像性能的檢測。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。本文件無規(guī)范性引用文件。3術(shù)語和定義以下術(shù)語和定義適用于本文件。3.1色位移由光學(xué)、機械、電氣和圖像處理因素引起的輸出圖像中不同顏色特征位置的偏移。注2：它是輸出圖像中紅色(R)和藍(lán)色(B)3.2徑向色位移由橫向色差的光學(xué)因素引起的輸出圖像中不同顏色位置的徑向偏移，可能會受到機械、電氣和圖像處理等因素的影響。4試驗條件和方法4.1通則應(yīng)使用捕獲測試圖卡的數(shù)碼照相機輸出圖像的數(shù)字信號進行測量。在測量數(shù)碼照相機的色位移時，應(yīng)使用以下測量條件作為標(biāo)稱條件。如果不可能或不適合實現(xiàn)這些標(biāo)稱操作條件，應(yīng)與報告結(jié)果一起列出。2GB/TXXXXX—XXXX4.2設(shè)備和硬件應(yīng)指定每個測試圖卡，以及照明條件，如照度、亮度和照明色溫。4.2.1照明照明色溫為5700K±1000K。本文件不要求特定的照明水平，建議1000lux至2000lux（輻射圖，318cd/m2至637cd/m2之間)。特殊的測量目的可能需要其他級別。圖卡上的照度（或亮度）的不均勻度應(yīng)小于10%。光源(s)應(yīng)提供均勻照明，不產(chǎn)生眩光或鏡面反射。4.2.2測試圖卡概述測試圖卡的示例如圖1和圖2，可以是反射式測試圖卡或透射式測試圖卡。黑色圖案（如點狀或V型）應(yīng)代表不到圖像總表面的20%。測試圖卡對比度水平應(yīng)至少為40：1，且不高于10000：點狀圖卡點狀測試圖卡中的黑色圓點均勻分布在一個白色背景方形規(guī)則的網(wǎng)格中。通過測量圓點的中心位置，計算色位移和徑向色位移。點的大小和數(shù)量應(yīng)該根據(jù)相機的像素數(shù)和拍攝距離來調(diào)整。在圖像中，4:3寬高比畫面內(nèi)上的點數(shù)不少于20×15點，每個點的直徑不小于10像素。有關(guān)如何確定圖卡中的點和點中心的詳細(xì)描述，請參見5.2.1。注：ISO17850，幾何畸變測量也采用點狀圖。使用點狀圖可以減少了對相機進行特性描述所需的工作量。V型圖卡3GB/TXXXXX—XXXXV型圖卡可以在僅測量水平方向上復(fù)制位置的位移來測量水平和垂直方向上的位移，幾何值的提取方法見5.2.2。對圖卡平面度的要求不平度可能是由圖卡的彎曲引起的。對圖卡平面度的要求為：l1/l3Deviationofmeasured12345689圖3圖卡平面度說明及其對測試值的影響4GB/TXXXXX—XXXX表面偏差：即距離參考平面的高度或深度（表示為彎曲l1見圖3)應(yīng)小于圖卡寬度的1.5%。對于小的彎曲，“l(fā)”等于所有數(shù)字都被標(biāo)準(zhǔn)化的圖卡寬度的一半。如果在圖卡中出現(xiàn)彎曲“l(fā)”，則被相機拍攝到的有效圖卡寬度為“l(fā)”。l和l之間的差異導(dǎo)致由于圖卡彎曲而測量的百分對于局部幾何畸變的測量，標(biāo)準(zhǔn)的要求應(yīng)該是最大誤差為由于圖卡的平面度引起的偏差的0.045%。這相當(dāng)于一個最大的平面度偏差的3%，寬度一半的3%等于整個圖卡寬度的1.5%。4.3測量設(shè)備的布置4.3.1反射試驗圖反射試驗圖的測量設(shè)備的布置應(yīng)如圖4所示，攝像機的位置不能在測試圖卡上投射陰影，測試圖卡的背景應(yīng)為啞光黑色墻或黑色環(huán)繞物。圖4反射試驗圖測量設(shè)備布置4.3.2透射試驗圖透射測試圖卡的測量設(shè)備的布置應(yīng)如圖5所示，可以使用一個積分球體來代替一個燈箱。無論使用哪種光源，照度應(yīng)在圖面上均勻分布，以符合4.2.1中的要求。5GB/TXXXXX—XXXX圖5透射試驗圖測量設(shè)備布置4.3.3攝像機的放置圖卡應(yīng)該垂直光軸?？梢允褂迷O(shè)置在目標(biāo)平面上（即平行于目標(biāo)平面）的鏡像來進行對準(zhǔn)，如圖6所示。圖6相機和目標(biāo)平面使用鏡子對準(zhǔn)6GB/TXXXXX—XXXX如果該對準(zhǔn)方法不適用，應(yīng)采用利用圖板中的直線的手工方法，使圖板中心的水平和垂直線的交叉點位于圖像的中心。對于每一根水平/垂直線，都應(yīng)調(diào)整到和圖像的水平和垂直邊框“平行”，意思就是每根線距離圖像中心的水平/垂直高度都應(yīng)一樣。4.4相機設(shè)置照相機應(yīng)設(shè)置為自動曝光模式，并應(yīng)報告圖像中的平均數(shù)字值。如果有曝光度調(diào)整，應(yīng)調(diào)整曝光度，使整個圖卡的平均值在110到160之間。對輸出圖像(包括黑色圖案和白色背景)進行均值計算，圖像中圖卡的亮或黑暗區(qū)域部分不要被剪裁，應(yīng)調(diào)整白平衡，使圖像中心盡可能保持中性。聚焦應(yīng)使圖像的中心處于焦點位置。相機設(shè)置如光圈f值、焦距和到物體的距離等因素對色位移測試的影響很大，這些設(shè)置應(yīng)該優(yōu)先設(shè)置為它們的出廠默認(rèn)值。根據(jù)測試的目的，相機設(shè)置如ISO感光度和其他圖像設(shè)置可按以下方式進行調(diào)整：可以調(diào)整ISO感光度和曝光時間，以便在圖像中觀察不到光源閃爍引起的可見噪聲或條帶。光圈孔徑和焦距應(yīng)與ISO靈敏度和曝光時間一起報告。更準(zhǔn)確地說，相機的ISO感光度可以設(shè)置為最小，以減少噪聲。用戶的設(shè)置如顏色和對比度可能會失效。如果可能，壓縮和清晰度應(yīng)該設(shè)置為它們的最小值。如果顏色編碼不是sRGB，例如opRGB，則應(yīng)予以報告。5分析方法5.1概述每個測試圖卡的第一步是需要確定綠色和紅色通道之間的水平和垂直距離(ΔRH_i，ΔRV_i)，以及綠色和藍(lán)色通道之間的水平和垂直距離(ΔBH_i，ΔBV_i)（見圖7）。5.2位移的確定5.2.1點狀圖7GB/TXXXXX—XXXX5.2.2V型圖案參照圖8，通過測量a、a'、b、b'，或測量B或R通道與G通道之間水平方向上位移像素的數(shù)量進行測量。當(dāng)選擇的線路與參考通道中的V圖案交叉時，應(yīng)分別從原點c、d、e和f測量偏移量a、a'、或水平方向上的偏移像素量以及?RV_i、?BV_i，或垂直方向上每個位置點的B或R通道和G通道之間的偏移像素量。水平和垂直位移?H和?V應(yīng)按以下公式計算：ΔH=ΔV=A=B=' 2 22?RH和?RV分別是G通道和R通道的?H和?V，?BH和?BV分別為G通道和B通道的?H和?V。圖8位移的計算方法5.3色位移5.3.1數(shù)值定義8GB/TXXXXX—XXXXCDabs_iH_iCDabs_iH_iV_iH_iH_i2_i2H_i2CDrel_iH2+V2CDrel_i22CDrel_i22H+VΔBCDrel_i，ΔBCDabs_i——藍(lán)色通道的色位移；H，V——在水平方向和垂直方向上的輸出像素數(shù)。紅色通道[ΔRCDabs_i(max)]或藍(lán)色通道[ΔBCDabs_i(max)紅色通道[ΔRCDrel_i(max)]或藍(lán)色通道[ΔBCDrel_i(max)]中相對色位移的最大值應(yīng)為?Ci_CDrel。5.4徑向色位移5.4.1數(shù)值定義對于每個R和B通道，在每個點上測量與G通道相關(guān)的徑向位置差，并繪制成綠色通道到圖像中心的距離的函數(shù)。當(dāng)透鏡的光學(xué)系統(tǒng)是完全旋轉(zhuǎn)對稱的時，橫向色位移也是旋轉(zhuǎn)對稱的。有時由于制造公差等原因，它可能不是旋轉(zhuǎn)對稱的。在本文件中只測量旋轉(zhuǎn)對稱情況。圖9：徑向色位移及其徑向近似值的示意圖像素徑向色位移(ΔRRCDabs、ΔBRCDabs）計算如下：9RCDrel_iGBRCDrel_iRCDabs_iRCDabs_iRCDabsiRCDabsi_--HiVi__22-H_iV_iHiVi__H_iV_i相對徑向色位移(ΔRRCDrel，ΔBRCDrel)是由徑向HiViHi____ HiViHi____ HiViHiVi___HiViHiVi____RCDreli_RCDreliH——水平方向的輸出像素數(shù)；6結(jié)果報告6.1色位移以像素為單位的色位移與相對色位移兩者或者之一都可以報告。應(yīng)說明各點色位移最大的值，還建議標(biāo)注這個點。光圈值、鏡頭焦距、圖距、照明照度，以及所記錄的像素數(shù)的水平和垂直方向等也應(yīng)該被報告。像素的色位移應(yīng)報告如下：演示示例1：位移：相對于圖像中心近似為1.5像素(x=-500，y=1500)焦距：4.6毫米光圈值：2.8記錄像素數(shù)：5472×3648照明照度：1500lux圖距：1.5米演示示例2：GB/TXXXXX—XXXX6.2徑向色位移GB/TXXXXX—XXXX%圖10：徑向色位移測量GB/TXXXXX—XXXX（資料性）從目標(biāo)中提取這些點一個MATLAB代碼可以從下面的URL中提取這些點,并找到