2023數(shù)碼照相機色位移的測量

數(shù)碼照相機色位移的測量引言數(shù)碼照相機f數(shù)(更小的光圈)可以減少彗差。可以通過圖像處理來加強或減少色位移。為了測量色位移，由IEC建立了IEC61146-2標準和基于IEC61146-2基礎上由CIPA建立了DCG-002-2012標準。此外，IEEE也正在開發(fā)P1858-相機手機圖像質(zhì)量標準(CPIQ)。本文件定義了兩種測量方法：色位移和徑向色位移。色位移測量是由IEC61146-2和DCG-002-2012中提及的所有因素引起的總色位移。徑向色位移測量是基于CPIQ開發(fā)的一種方法，是影響單目傳感器數(shù)碼照相機色位移的主要因素。IIPAGEPAGE10數(shù)碼照相機色位移的測量范圍本文件適用于數(shù)碼照相機輸出的圖像性能的檢測。規(guī)范性引用文件本文件無規(guī)范性引用文件。術語和定義以下術語和定義適用于本文件。3.1色位移由光學、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1：光學因素包括橫向色位移、縱向色位移、慧差等。注2：它是輸出圖像中紅色(R)和藍色(B)通道相對于綠色(G)通道的位移。注3：色位移是通過測量圖像中橫向色位移來評估的。3.2徑向色位移試驗條件和方法通則應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。設備和硬件應指定每個測試圖卡，以及照明條件，如照度、亮度和照明色溫。照明5700K±1000K1000lux2000lux（輻射圖，318cd/m2637cd/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10%。光源(s)應提供均勻照明，不產(chǎn)生眩光或鏡面反射。測試圖卡概述1（如點狀V型）20%40：110000：1。點狀圖卡4:320×1510像素。有關如何確定圖卡中的點和點5.2.1。圖1點狀圖注：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。VV型圖卡可以在僅測量水平方向上復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。圖2V型圖對圖卡平面度的要求Deviationin(%)l1/lDeviationin(%)l1/l3L2/l3=cos(sin-1l1/l3)Deviationofmeasureddistortionin%0.50.0050.9999870.001310.010.9999500.005020.020.9998000.020030.030.9995500.045040.040.9992000.080050.050.9987490.125160.060.9981980.180280.080.9967950.320590.090.9959420.4058100.10.9949870.5013圖3圖卡平面度說明及其對測試值的影響l見圖3)1.%。注：特定測量的精度規(guī)定圖卡平面性的要求如下：對于小的彎曲，“l(fā)3”等于所有數(shù)字都被標準化的圖卡寬度的一半。如果在圖卡中出現(xiàn)彎曲“l(fā)1”，則被相機拍攝到的有效圖卡寬度為“l(fā)2”。l3和l2之間的差異導致由于圖卡彎曲而測量的百分比（%）偏差，由(1-l2/l3)×100計算。對于局部幾何畸變的測量，標準的要求應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%。測量設備的布置反射試驗圖反射試驗圖的測量設備的布置應如圖4所示，攝像機的位置不能在測試圖卡上投射陰影，測試圖卡的背景應為啞光黑色墻或黑色環(huán)繞物。圖4反射試驗圖測量設備布置透射試驗圖透射測試圖卡的測量設備的布置應如圖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，照度應在圖面上均勻分布，以符合4.2.1中的要求。圖5透射試驗圖測量設備布置攝像機的放置圖卡應該垂直光軸?？梢允褂迷O置在目標平面上（即平行于目標平面）的鏡像來進行對準，如圖6所示。圖6 相機和目標平面使用鏡子對準如果該對準方法不適用，應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/垂直高度都應一樣。相機設置照相機應設置為自動曝光模式，并應報告圖像中的平均數(shù)字值。如果有曝光度調(diào)整，應調(diào)整曝光110160(包括黑色圖案和白色背景)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，這些設置應該優(yōu)先ISO感光度和其他圖像設置可按以下方式進行調(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ISOISO用戶的設置如顏色和對比度可能會失效。如果可能，壓縮和清晰度應該設置為它們的最小值。如果顏色編碼不是sRGB，例如opRGB，則應予以報告。分析方法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7）。圖7ΔRH和ΔRV位移的確定點狀圖測量步驟如下：——提取點,方法可參考附錄A；——精確地確定這些點的中心的位置；H_R_i。V8a、a'、b、b'BRG通道之間水平方向上位移像素的數(shù)量Vcdefaa'、bcada'eb'?RH_i和?BH_i，或水平方向上的偏移像素量以及?RV_i、?BV_iBRG通道之間的偏移像素量。水平和垂直位移?H和?V應按以下公式計算：H

A2

aa'A2VAB2

bb'B2?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。關鍵參數(shù)：4：R或B通道圖8位移的計算方法色位移數(shù)值定義(CbCDbH_i2H_i2V_i2H_i2V_i2這些公式提供了像素結構之間的幾何距離。R 2RH_iH2R 2RH_iH2V2V_i2ΔRCDrel_i

100%H_iH_i2V_i2H2V2

100%式中：D_DabD_Dab[Cb_(a)][CDb_(a)]_Db；[ΔBCDrel_i(max)]?Ci_CDrel。徑向色位移數(shù)值定義對于每個R和BG圖9：徑向色位移及其徑向近似值的示意圖RCbsRCDbG 2G 2GH_iV_i2R 2RH_iV_i2G 2G 2GH_iV_i2B2H_iBV_i2相對徑向色位移(ΔRRCDrel，ΔBRCDrel)是由徑向色位移與圖像的對角線長度之比來定義的。相對徑向色位移計算如下：2H_iGV_i2R 2RH_iV_i2H2V2

100%G G 2G 2H_iV_iBH_i2BV_i2H2V2

100%式中：GHGV——綠色通道的點中心到圖像中心的垂直距離；HV紅色和藍色通道的命名方式相同。結果報告色位移光圈值、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該被報告。像素的色位移應報告如下：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：位移：1.5像素（最大圖像高度的90%）焦距：4.6毫米（寬端）光圈值：2.8記錄的像素數(shù)：5472×3648照明照度：1500lux圖距：1.5m相對色位移應報告如下：演示示例1：位移：相對于圖像中心的大約0.10%像素(x=?500，y=1500)。焦距：4.6毫米光圈值：2.8記錄的像素數(shù)：5472×3648照明照度：1500lux圖距：1.5m演示示例2：位移：0.10%（最大圖像高度的90%）焦距：4.6毫米（寬端）光圈值：2.8記錄的像素數(shù)：5472×3648照明照度：1500lux圖距：1.5m相對值應以0.0