GB∕T 42978-2023 數碼照相機漸暈的測量（正式版）

數碼照相機漸暈的測量Digitalcameras—Shadingmeasurements(ISO17957:2015,Photography—Digitalcameras—Shadingmeasurements,MOD)2023-09-07發(fā)布IGB/T42978—2023前言 Ⅲ 12規(guī)范性引用文件 13術語和定義 14測試條件和方法 14.1通則 14.2設備和硬件 14.3光源 24.4測試圖卡 24.5圖像/照相機設置 25分析方法 35.1概述 35.2明度不均勻度 45.3亮度不均勻度 45.4色度不均勻度 45.5總體色彩不均勻度 46結果報告 5附錄A(資料性)推薦測量條件 6附錄B(資料性)漸暈度量計算的范例 7B.1概述 7B.2不均勻度的計算 7參考文獻 Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定本文件修改采用ISO17957:2015《攝影數碼照相機漸暈的測量》。本文件與ISO17957:2015的技術差異及其原因如下：——將附錄A性質由規(guī)范性調整為資料性。本文件做了下列編輯性改動：——調整了公式編號。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。本文件由中國機械工業(yè)聯合會提出。本文件由全國照相機械標準化技術委員會(SAC/TC107)歸口。本文件起草單位：成都微光集電科技有限公司、杭州照相機械研究所有限公司、嘉興中潤光學科技1數碼照相機漸暈的測量本文件描述了數碼照相機漸暈測量的一種方法，測試方法包括彩色和亮度信號分量獨立測量的本文件適用于數碼照相機和照相手機的漸暈測量。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；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。IEC61966-2-1:1999+AMD1:2003多媒體系統(tǒng)和設備色彩測量和管理第2-1部分：色彩管理默RGB色彩空間—sRGB(Multimediasystemsandequipment—Colourmeasurementandman-agement—Part2-1:Colourmanagement—DefaultRGBcolourspace—sRGB)下列術語和定義適用于本文件。亮度不均勻度luminancenon-unifority圖像范圍內亮度信號分量的逐漸變化。色彩不均勻度colournon-u圖像范圍內色度信號分量的逐漸變化。4測試條件和方法測量一臺數碼照相機的漸暈時，4.2～4.5中測試條件宜作為標準條件。如果不可能或者近似達到4.2～4.5中規(guī)定的標準操作條件，實際操作條件宜與報告的結果一起列出。4.2設備和硬件以下硬件是控制和報告測試條件所必需的：——均勻平整的測試卡；2GB/T42978—2023——亮度計。測試需要的測試圖卡和光源的總體均勻度規(guī)定如下。對于明度不均勻度和亮度不均勻度的測量，應使用平均室外日光(D型)光源。對于色度不均勻度測量和總體的色彩不均勻度的測量應使用三種標準的亮度：a)平均室外日光的特征(D型);b)室內白熾燈照明(A型);c)室內熒光燈照明(F型)。也可選擇其他類型的照明。任何情況下，照明的類型都應說明。日光照明(CIE/D555503K)色溫誤差范圍宜為5000K～6504K。室內白熾燈照明(CIE/A2856K)色溫誤差范圍宜為2700K～3200K。熒光燈照明(CIE/F24230K)色溫誤差范圍宜為光源的放置應能提供均勻的照明，并且不應對測試圖卡產生眩光或反射。目標應在整個圖像視場范圍內并提供一個光譜中性的均勻亮度分布。在420nm～750nm的光譜范圍內，如果目標的光譜透射率或者反射率的變化率不超過5%,則為光譜中性。目標是透射式或反射式結構，照明的亮度均勻性與測試圖卡對測試非常重要。亮度不均勻度宜在2.5%以內(|最大值一平均值|/平均值<0.025和|最小值一平均值|/平均值<0.025),在平均亮度為50cd/m2~120cd/m2時，整個圖像區(qū)域內應在5%以內(|最大值一平均值|/平均值<0.05和|最小值一平均值|/平均值<0.05)。目標的光線應是漫射的，并且不包含任何的鏡面分量。圖1給出了反射式目標推薦測試環(huán)境。當測試用的圖卡包含圖案時，使用適當的程序去除圖案，以此獲得與均勻標準圖卡相同的結果。當使用包含圖案的圖卡時，調整曝光使中心測量塊的sRGB編碼值的平均輸出值在110～130之間。當曝光調節(jié)可用時，應調整曝光使中心測量塊的sRGB編碼值的平均輸出值在110～130之間。當外圍測量塊的平均輸出值較低時(超廣角鏡頭的情況下),曝光水平可適當調高。任何情況下都應說明中心測量塊的平均輸出值。宜調整白平衡使圖像的中心盡可能地還原到中性，拍攝距離宜≥10倍焦距(35mm等效焦距)。當焦距可手動調整時，焦點不要在測試目標上。F值、焦距、對焦距離、ISO感光度、曝光時間都要說明。圖像宜以最大像素數、最高圖像質量(最少的壓縮)存儲。推薦的測量條件見附錄A。3GB/T42978—2023圖1反射式目標推薦測試環(huán)境5分析方法對于不均勻度的計算，圖像被分成(2N+1)×(2N+1)個無重疊矩形塊(N≥5),考慮到平均噪聲和局部干擾，N宜確保每個測試塊包含足夠數量的像素數。計算每一塊的像素sRGB數值的平均值。當圖像中存在目視可見的急劇變化時，增大N的數值，以保證急劇變化不會因為平均而漏掉。數據的平均值宜保留為浮點數或有理數，因為四舍五入到最接近數值可能會導致顯著的量化誤差。附錄B給出了漸暈度量計算的范例。國際照明委員會(CIE)LAB值根據sRGB值計算，具體如下。a)首先，按公式(1)求出第i個測試塊中像素的sRGB值R;,G;,B,的平均值R?(i),GAm(i),BA(i)。R(i)=1/n;·Z;-?R;,GA(i)=1/n;·;-?G;,BA(i)=1/n.·2;-,B;……(1)式中：R;,G;,B;測試塊中第j(j=1,n,)個像素的值；n;——第i個測試塊的全部像素數。b)將sRGB平均值RA(i),GAm(i),BA(i)在0～1范圍內按公式(2)轉換到線性RGB值：R?(i),Gun(i),B?(i)R'(i)=RA(i)/255,G'(i)=GA(i)/255,B'(i)=BA(i)/255 (2)如果R'(i),G'(i),B'(i)≤0.04045,則按公式(3)計算：R(i)=R'(i)/12.92,Gu(i)=G'(i)/12.92,Bun(i)=B'(i)/12.92 (3)4GB/T42978—2023Rm(i)=[(R'(i)+0.055)/1.055]2*Gun(i)=[(G'(i)+0.055)/1.055]2* (4)BLm(i)=[(B'(i)+0.055)/1.055]2Ac)三刺激值：第i個測試塊的刺激值X(i),Y(i),Z(i)按公式(5)計算：……………(5)d)按公式(6)將第i個測試塊的CIEXYZ值變換為CIELAB值：[L*(i),a·(i),b*(i)](按IEC61966-2-1:1999+AMD1:2003中附錄H的規(guī)定)。X,、Y、Z。為D65照明條件下參考顯示器的白點坐標X=0.9505,Y,=1.0000,Z,=1.0890。L*(i)=116·f[Y(i)/Y.]-16a·(i)=500{f[X(i)/X.]-f[Y(i)/Y.]}……………(6)b·(i)=200{f[Y(i)/Y.]-f[Z(i)/Z.]f[X(i)/X.]=[X(i)/X,]1/3若X(i)/X,>0.008856;f[X(i)/X.]=7.787[X(i)/X.]+16/116若X(i)/X,≤0.008856;f[Y(i)/Y.]=[Y(i)/Y.]1/3若Y(i)/Y,>0.008856;f[Y(i)/Y.]=7.787[Y(i)/Y.]+16/116若Y(i)/Y,≤0.008856;f[Z(i)/Z,]=[Z(i)/Z.]'”若Z(i)/Z>0.008856;f[Z(i)/Z.]=7.787[Z(i)/Z.]+16/116若Z(i)/Z,≤0.008856。D?=max[L'(i)]-min[L'(i)] (7)亮度不均勻度Dy(%)按公式(8)計算： (8)分析色度不均勻度，首先按公式(9)計算每個測試塊的平均值a*(i),b*(i)的總平均值：a^=1/m·Z?-;a·(i),b^=1/m·2?,b·(i) (9)m——測試塊的數量。第i個測試塊的色度絕對偏差按公式(10)計算：D.(i)=√[a·(i)-a·]2+[b·(i)-b·] (10)色度不均勻度D.按公式(11)定義為所有色塊絕對偏差中的最大值：D.=max[D.(i)] (11)分析總體色彩不均勻度，首先按公式(12)、公式(13)和公式(14)分別計算所有L*(i),a*(i),b*(i)的最大值與最小值。 總體色彩不均勻度Droui按公式(15)計算： 6結果報告 _——曝光時間：下列每個指標的測試條件都應進行說明：56(資料性)推薦測量條件當需要數碼照相機漸暈特性的代表值時，宜使用表A.1給出的測量條件。在漸暈特性最明顯時(即最壞的情況)宜給出報告指標。然而，由于很難找到每個拍攝條件下漸暈的最差值，因此可使用本附錄中推薦的測量條件(見表A.1)。表A.1推薦測量條件光圈*在最小的F值(即最大光圈)焦距在最短的焦距端(即廣角端)·亮度不均勻度特性在最小F值時趨向最大。亮度不均勻度特性在最短焦距趨向最大。比較幾臺數碼照相機的漸暈特性時，采取同樣的F值、焦距和對焦距離進行測量才有意義。對于上述未提及的設置，參照第4章中描述的測試條件。本文件中未提及的相機設置，宜采用默認7GB/T42978—2023(資料性)漸暈度量計算的范例下面的例子提供了評價漸暈特性和計算一幅圖像的明度、亮度、色度和總體不均勻度的方法演示。B.2不均勻度的計算本文件中使用的測量計算方法假定一幅RGB圖像是從一個均勻平整的測試卡獲得，使用的測試裝置和方法符合4.3和4.5的規(guī)定。下列變換假定通常情況下圖像是保存在IEC61966-2-1:1999+AMD1:2003中定義的sRGB色彩空間。a)對于本例，圖像按5.1被分為(2N+1)×(2N+1)塊，N=5,將圖像分為11×11塊。b)RGB值每個通道取平均，按公式(1)求得11×11個測試塊中每一個的R、G和B的平均值。這步計算的結果見表B.1。sRGB的平均值按公式(2)、公式(3)和公式(4)變換到線性RGB值。c)再按公式(5)由線性RGB值計算得到刺激值X(i),Y(i)和Z(i),按公式(5)計算得到的刺激值見表B.2。d)按公式(6)將數值轉換到CIELAB。計算得到的L*(i),a*(i)和b*(i)值見表B.3。e)按公式(7)計算明度不均勻度，計算最大和最小的L*值。max[L*(i)]=60.52,min[L·(i)]=47.34D?=max[L*(i)]-min[L*(i)]=13.18f)按公式(8)計算亮度不均勻度，計算最小和最大的Y值。max[Y(i)]=0.2871,min[Y(i)]=0.1628 按公式(10)計算第i個測試塊的色度標準偏差D.(i),記錄在表B.4。最后，按公式(11)計算標準偏差中的最大值D。=max,[D。(i)],記錄為色度不均勻度。D.=max[D.(i)]=8.658h)對于總體色彩不均勻度的計算，可參照表B.3中的L·,a'和b*的值，按公式(12)～公式(14)計算最大和最小的L*,a'和b*。Lx=60.52,a=16.50,b=4.60L=47.34,a=1.83,b=-0.52最后，按公式(15)計算總體不均勻度：Droa=√(Ln-LEn)2+(asx-asm)2+(b-bzi)2=20.3889X(i)0.23930.26500.26180.24090.21570.19980.18720.17940.17600.19530.25210.25400.27080.25360.23200.21070.19550.18480.17680.17240.18470.23100.26360.26680.24160.22100.20320.18950.17900.17450.16910.17790.21670.26980.26020.23660.21490.19820.18660.17600.17140.16820.17520.20840.27300.25600.23150.20900.19470.18340.17520.16800.16680.17220.20310.27490.25620.22880.20680.19160.18010.17270.16740.16590.17120.19760.27750.25730.22850.20850.19160.17850.17140.16760.16620.17200.19760.281602.6110.23370.21150.19410.18150.17420.16980.16930.17380.19910.28730.27090.24210.21720.19890.18670.17790.17490.17320.17990.20420.29800.28770.25390.22800.20900.19510.18650.18220.18100.18850.21140.31590.30190.27020.24400.21920.20400.19410.18990.18940.19950.2193Y(i)0.21740.24460.24390.22610.20540.19100.17860.17030.16740.18670.24240.23440.25340.23950.22230.20560.19030.17870.17070.16540.17720.22230.24510.25110.23220.21600.20160.18860.17620.16980.16310.17100.20750.25190.24850.22940.21170.19930.18820.17680.16910.16310.16920.19870.25530.24740.22610.20840.19810.18670.17700.18630.16280.16610.19300.25710.24840.22470.20700.19620.18590.17630.16820.16340.16560.18860.25880.24910.22470.20730.19540.18420.17610.16820.16290.16580.18780.26200.25160.22820.20920.19590.18500.17620.16910.16450.16740.18820.26580.25860.23510.21190.19820.18700.17780.17130.16750.17220.19190.27330.27030.24330.21900.20390.19120.18160.17580.17370.17870.19750.28710.28170.25450.23060.21100.19700.18670.18050.17890.18720.2049Z(i)0.21990.25230.25010.23070.21230.19880.18640.17740.17370.19640.25840.23840.26050.24420.22850.21080.19690.18500.17540.16960.18200.23470.24460.26080.24140.22380.20930.19580.18300.17410.16760.17430.21790.25060.25910.24020.22390.20930.1930.18390.17490.16820.17200.20740.25360.25780.24080.22370.21120.19890.18680.17570.16890.17040