數(shù)碼照相機(jī) 圖像眩光的測量 征求意見稿

1GB/TXXXXX—XXXX/ISO18844:2017數(shù)碼照相機(jī)圖像眩光的測量本文件規(guī)定了數(shù)碼相機(jī)圖像眩光的定義、測試圖案、測量條件和方法，以便于對測量結(jié)果進(jìn)行比較。所述測量方法旨在通過使用數(shù)碼相機(jī)輸出的圖像數(shù)據(jù)來評估數(shù)碼相機(jī)的性能。本文件未規(guī)定圖像眩光的目標(biāo)值或允許值范圍。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。對于注明日期的參考文獻(xiàn)，僅適用引用的版本。對于未注明日期的引用，引用文件的最新版本(包括任何修訂)適用于本文件。IEC61966-2-1多媒體系統(tǒng)和設(shè)備色彩測量和管理第2-1部分:默認(rèn)RGB色彩空間sRGB。3術(shù)語和定義ISO和IEC在以下地址維護(hù)用于標(biāo)準(zhǔn)化的術(shù)語和定義適用于本文件?！狪EC電子百科全書:可在/—ISO在線瀏覽平臺:/obp3.1圖像眩光imageflare由數(shù)碼相機(jī)輸出的處理圖像中出現(xiàn)的非期望信號增加，這種增加是由圖像傳感器檢測到的、并非源自對應(yīng)景物點(diǎn)的光線所導(dǎo)致的。注1:圖像眩光是針對相機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行測量的。相機(jī)系統(tǒng)包括用于測量的鏡頭、相機(jī)機(jī)身、圖像傳感器和用于測量的圖像處理部分。在光檢測方面，常見的情況有以下四種:(1)光學(xué)元件(包括鏡頭表面、濾鏡表面或傳感器)的內(nèi)部多次反射、散射或衍射；(2)鏡頭筒、機(jī)身或鏡頭邊緣的光擴(kuò)散；(3)光泄漏；(4)通過點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)（包括球面像差和色差）所測量的光學(xué)系統(tǒng)效應(yīng)。一旦圖像被捕獲，區(qū)分這四種情況可能較為困難，但就系統(tǒng)分辨率而言，將最后一種情況隔離開來更為恰當(dāng)。因此在測量圖像眩光時(shí)，應(yīng)謹(jǐn)慎處理，以最大程度地減少點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)的貢獻(xiàn)。圖像眩光還包括圖像處理的影響。即使使用相同的相機(jī)捕捉RAW圖像數(shù)據(jù)，如果應(yīng)用不同的圖像處理算法，也可能測量到不同的圖像眩光值。這是預(yù)期的結(jié)果，因?yàn)閳D像眩光的測量包括鏡頭，相機(jī)機(jī)身，圖像傳感器和圖像處理的所有影響因素。注2:在ISO3664:2000標(biāo)準(zhǔn)中，“圖像眩光”是在另一個(gè)背景下定義的，但在ISO3664:2009中被刪除了。注3:在ISO12231:2012標(biāo)準(zhǔn)中定義了“圖像眩光”，但沒有引用任何來源標(biāo)準(zhǔn)。該定義與ISO3664:2000中的表述相同。ISO3664:2000已被ISO3664:2009取代，而后者并不包含“圖像眩光”的定義。。2GB/TXXXXX—XXXX/ISO18844:20174測量圖案及方法4.1拍攝條件每種測試圖案都應(yīng)與照明條件（如照度、亮度和色溫）一起明確指定。4.1.1測量設(shè)備布置反射式測量圖反射式測試圖案的測量設(shè)備布置應(yīng)如圖1所示。光源應(yīng)放置在能夠提供均勻照明且不會在測試標(biāo)板上產(chǎn)生眩光或鏡面反射的位置。圖1反射式測量圖的測量設(shè)備布置透射式測量圖透射式測量圖的測量設(shè)備布置應(yīng)設(shè)置如圖2所示。3GB/TXXXXX—XXXX/ISO18844:2017圖2透射式試驗(yàn)圖的測量設(shè)備布置4.1.2拍攝條件除非另有說明，拍攝條件應(yīng)如下所述：a)反射式測量圖的照度應(yīng)為1000勒克斯(lx)至2000勒克斯(lx)。b)透射式型燈箱的照度應(yīng)為318坎德拉每平方米(cd/m2)-637坎德拉每平方米(cd/m2)。c)照明和測量圖的總不均勻性應(yīng)小于5%；(|最大值-平均值|/平均值<0.05且|最小值-平均值|/平均值<0.05)。d)應(yīng)使用平均室外日光照明。照明光源的相關(guān)色溫(CCT)應(yīng)為5700K±1000K。照度應(yīng)在測試圖中心位置使用照度計(jì)（不帶余弦校正）進(jìn)行測量，照度計(jì)的接收器應(yīng)指向待測量的數(shù)碼相機(jī)方向。來自測試圖外部的照明可能會增加所測圖像眩光值，因此在進(jìn)行此測量時(shí)應(yīng)避免這種情況。拍攝時(shí)，應(yīng)使用較低的相機(jī)感光度設(shè)置，以避免噪聲的影響。4.2圖板4.2.1基本要求測試圖板的大小應(yīng)在垂直和水平方向上均超過相機(jī)鏡頭的視野范圍（41±2）%4GB/TXXXXX—XXXX/ISO18844:2017圖板1具有白色表面，其視野范圍由一個(gè)黑色矩形指定，該矩形的厚度是矩形垂直長度（較短邊）的五百分之一。測量區(qū)域由繪制在矩形內(nèi)的黑色區(qū)域指定?？梢孕毕蚺帕卸鄠€(gè)黑色區(qū)域，但黑色區(qū)域的總面積不得超過矩形內(nèi)部面積的5%。此處的黑色區(qū)域總面積不包括黑色矩形本身。矩形中心至少應(yīng)使用一個(gè)測量區(qū)域。圖板2具有黑色表面，其視野范圍由一個(gè)白色矩形指定，該矩形的厚度是矩形垂直長度的五百分之一。在圖1中心黑色區(qū)域?qū)?yīng)部分周圍，以及距離該區(qū)域垂直長度百分之一的位置，應(yīng)繪制厚度為矩形垂直長度百分之一的白色線條。白色線條的總長度應(yīng)與圖板1中心黑色區(qū)域的總邊長相等。白色部分的反射率或透射率應(yīng)達(dá)到80%或以上。測試圖的對比度在4.3.4中定義。反射式測試圖板的白色部分應(yīng)具有接近朗伯表面的反射特性。圖板1和圖板2的黑色部分的反射率或透射率應(yīng)相等。應(yīng)避免圖板1黑色部分和圖板2相應(yīng)區(qū)域產(chǎn)生的鏡面反射，這些反射將用于計(jì)算YB2、YB3。因此，當(dāng)使用反射式測試圖板時(shí)，建議在這些區(qū)域放置消光裝置。4.2.2單點(diǎn)測量測試圖板當(dāng)僅測量圖像中心部分的眩光時(shí)，應(yīng)使用圖3中規(guī)定的窗口圖案測試圖板。a)圖板1b)圖板24.2.3多點(diǎn)測量測試圖板符合本文件規(guī)定且可用于多點(diǎn)測量圖像眩光的測試圖板示例如圖4所示。5GB/TXXXXX—XXXX/ISO18844:20174.3測量程序4.3.1基本要求每個(gè)測試圖應(yīng)放置得使其完整的水平和垂直范圍（H和V）填滿數(shù)碼相機(jī)的視野。圖像的寬高比應(yīng)等于H:V。應(yīng)使用拍攝測試圖的數(shù)碼相機(jī)所輸出的圖像的數(shù)字信號進(jìn)行測量。應(yīng)使用手動或自動白平衡調(diào)整，使圖像中心部分盡可能呈現(xiàn)中性色彩。對焦應(yīng)在圖像中心處于對焦?fàn)顟B(tài)下的手動或自動對焦模式。對于用戶可選擇壓縮比（例如不同的JPEG壓縮比）的相機(jī)，應(yīng)將壓縮比設(shè)置為最小比率（最大文件大?。宰畲笙薅鹊販p少壓縮偽影?；蛘?，可以使用RAW轉(zhuǎn)換器軟件處理的RAW格式圖像數(shù)據(jù)，并使用RAW轉(zhuǎn)換器輸出格式，該格式使用最小或無壓縮。如果鏡頭是制造商隨附了遮光罩的，則應(yīng)使用隨附的遮光罩。也可以選擇在不使用遮光罩的情況下進(jìn)行測量。注1：鏡頭遮光罩和鏡頭上的濾鏡會影響測量結(jié)果。注2：在測量圖像眩光時(shí)，鏡頭上的灰塵和污垢會大大增加測量值。4.3.2亮度計(jì)算應(yīng)從相機(jī)的每通道8位RGB輸出信號（R'，G'，B'）中，使用公式(1)獲得輸出的亮度值（Y′lumaa）Y′luma=0.2290·R′+0.5870·G′+0.1140·B′…………（1）從相機(jī)的輸出信號（R'，G'，B'）到亮度信號（Y）的計(jì)算，在色彩編碼規(guī)范中有所提供。在sRGB輸出圖像的情況下，應(yīng)使用IEC61966-2-1中規(guī)定的轉(zhuǎn)換方法。4.3.3用于計(jì)算亮度和發(fā)光強(qiáng)度的面積在計(jì)算黑色部分的亮度值時(shí)，應(yīng)使用距離邊緣等于或大于D/70的黑色部分的像素。其中，D是矩形H-V框架（即圖像的水平H和垂直V邊界所構(gòu)成的矩形框架）的對角線距離，計(jì)算公式為。6GB/TXXXXX—XXXX/ISO18844:2017在計(jì)算白色部分的亮度值時(shí)，應(yīng)使用位于中心黑色區(qū)域上方、下方、左側(cè)和右側(cè)的像素。用于白色測量的區(qū)域的形狀和尺寸與用于黑色測量的區(qū)域的形狀和尺寸相同。白色測量區(qū)域與中心黑色部分邊緣的距離等于D/70。當(dāng)安排多個(gè)黑色區(qū)域時(shí)，每個(gè)黑色區(qū)域應(yīng)距離白色計(jì)算區(qū)域等于或大于D/70。這些區(qū)域的圖示如圖5和圖6所示。標(biāo)引序號說明：1—D/70；3—黑色計(jì)算面積；標(biāo)引序號說明：1—D/70；3—黑色計(jì)算面積；7GB/TXXXXX—XXXX/ISO18844:20174.3.4測量類型在本文檔中，定義了三種測量類型：A、B和C。這些類型的定義考慮了相機(jī)的功能和圖板的特點(diǎn)。在以下測量類型A、B和C中，從4.3.3部分分別描述的白色和黑色區(qū)域中獲得的R′W1,G′W1,B′W1和R′Bx,G′Bx,B′Bx的值（其中x=1,2,3，代表黑色區(qū)域的不同位置或樣本的RGB值）。當(dāng)圖板的對比度大于等于40:1但小于3000:1時(shí)，應(yīng)使用測量類型A或B。如果相機(jī)具有手動曝光功能，則應(yīng)使用測量類型A；如果相機(jī)沒有手動曝光功能，則應(yīng)使用測量類型B。當(dāng)圖板的對比度大于等于3000:1時(shí)，可以使用所有測量類型A、B或C。此外，對于具有手動曝光功能的相機(jī)，建議使用測量類型A或C；對于沒有手動曝光功能的相機(jī)，建議使用測量類型B或C。在使用類型A或B時(shí)，拍攝圖板1和圖板2時(shí)的色調(diào)再現(xiàn)特性需要保持一致。表1列出了推薦的測量類型。圖板的對比度大于或等于40:1,小于3000:1圖板的對比度大于或等于3000:1適用于具有手動曝光功能的相機(jī)適用于沒有手動曝光功能的相機(jī)a)A型測量(當(dāng)采用此法時(shí)，測量圖的對比度應(yīng)大于或等于40:1)。步驟1:使用曝光H1(亮度L1或照度E1,光圈值A(chǔ)1,曝光時(shí)間T1,ISO感光度S1)來拍攝圖1的圖像，使白色部分輸出亮度(Y′luma)為225±5(8位輸出)。從圖像中得到R'W1,G'W1,B'W1的值。步驟2:使用曝光H2(亮度L2或照明E2,光圈值A(chǔ)1,曝光時(shí)間T2,ISO感光度S1)來拍攝圖2的圖像，其曝光量為步驟1中曝光量的8倍±10%。從圖像中得到R'B2,G'B2,B'B2的值。步驟3:使用H2曝光(亮度L2或照明度E2,光圈值A(chǔ)1,曝光時(shí)間T2,ISO感光度S1)捕獲圖1的圖像。從圖像中得到R'B3,G'B3,B'B3的值。步驟4:使用R'B2、G'B2、B'B2值來計(jì)算亮度信號YB2，使用R'B3、G'B3、B'B3值來計(jì)算亮度信號YB3，使用R'W1、G'W1、B'W1值來計(jì)算亮度信號YW1。步驟5:使用公式(2)計(jì)算圖像眩光的百分比:×100…………（2）當(dāng)進(jìn)行多點(diǎn)測量時(shí)，應(yīng)使用相應(yīng)位置的的YB3和YB2值。8GB/TXXXXX—XXXX/ISO18844:2017注：在測量類型A中，步驟2和步驟3中的曝光量增加到步驟1中的8倍。這使得可測量的圖像眩光值小于測量類型B和C。例如，當(dāng)Y'W1=225,Y'B3=1時(shí)，計(jì)算得到的圖像眩光約為0.005%。這個(gè)值雖然很小，但在捕捉非常高動態(tài)范圍的場景時(shí)，這種精度的水平是非常有用的。B型測量(當(dāng)采用此法時(shí)，測量圖的對比度應(yīng)大于或等于40:1)。步驟1:使用曝光H1(亮度L1或照度E1,光圈值A(chǔ)1,曝光時(shí)間T1,ISO感光度S1)拍攝圖1的圖像，如果相機(jī)有曝光控制，則使白色部分的輸出亮度(Y′luma)為225±25(8位輸出)。從圖像中得到R'W1、G'W1、B'W1值，以及R'B1、G'B1、B'B1值。步驟2:在與步驟1相同的條件下，使用曝光H2((亮度L1或照度E1,光圈值A(chǔ)2,曝光時(shí)間T2,ISO感光度S2)捕獲圖2的圖像。如果相機(jī)可以根據(jù)圖板1設(shè)定曝光等級，則曝光值應(yīng)設(shè)置為與拍攝圖板1時(shí)相同。如果相機(jī)可以固定f/number，則f/number應(yīng)設(shè)置為A1。從圖像中得到R'B2,G'B2,B'B2值。步驟3:亮度信號YB1使用R'B1、G'B1、B'B1值計(jì)算，亮度信號YB2使用R'B2、G'B2、B'B2值計(jì)算，亮度信號YW1使用R'W1、G'W1、B'W1值計(jì)算。步驟4:使用公式(3)計(jì)算圖像眩光百分比:×100…………（3）當(dāng)進(jìn)行多點(diǎn)測量時(shí)，應(yīng)使用相應(yīng)位置的的YB3和YB2值。注1:對于沒有手動曝光功能的相機(jī)，曝光H1和H2由相機(jī)控制。如果光圈值A(chǔ)2的值與A1不相同，這可能會在YB2中引入誤差，相對于A1等于A2的條件。這將降低測量精度。注2:在測量圖像眩光時(shí)，Y'W1影響最低可測量的圖像眩光值。如果YW1變得太小，量化誤差會變得更大。例如，當(dāng)Y'W1=225,Y'B1=1時(shí)，計(jì)算出的圖像眩光為0.040%(為簡單起見，假設(shè)YB2為零)。而當(dāng)Y'W1=118,Y'B1=1時(shí)，計(jì)算得到的圖像眩光為0.168%。比這些值更小的圖像眩光將無法被測量到，因此建議避免使用太小的Y'W1。c)C型測量(當(dāng)采用此法時(shí)，測量圖的對比度應(yīng)大于或等于3000:1。測量圖的對比度最好大于或等步驟1:使用曝光H1(亮度L1或照度E1,光圈值A(chǔ)1,曝光時(shí)間T1,ISO感光度S1)拍攝圖1的圖像，如果相機(jī)有曝光控制，則使白色部分的輸出亮度(Y′luma)為225±25(8位輸出)。從圖像中得到R′W1,G′W1,B′W1值，以及R′B1,G′B1,B′B1值。步驟2:亮度信號YB1使用R′B1,G′B1,B′B1值計(jì)算，亮度信號YW1使用R′W1,G′W1,B′W1值計(jì)算。步驟3:使用公式(4)計(jì)算圖像眩光百分比:×100…………(4)9GB/TXXXXX—XXXX/ISO18844:2017注1:測量類型C所獲得的測量值會受到圖板1中黑色區(qū)域反射的影響。當(dāng)對比度為3000:1時(shí)，這會導(dǎo)致測量類型C所測量的圖像眩光值增加0.033%。對于那些圖像處理會隨著拍攝對象而變化的相機(jī)，對圖板1和圖板2中黑色部分的反射進(jìn)行補(bǔ)償是無效的。注2:在測量圖像眩光時(shí)，Y′W1會影響圖像眩光的最低測量值。如果YW1變小，量化誤差會變大。例如，當(dāng)Y′W1=225,Y′B1=1時(shí)，計(jì)算得到的圖像眩光為0.040%。而當(dāng)Y′W1=118,Y′B1=1時(shí)，計(jì)算得到的圖像眩光為0.168%。比這些值更小的圖像眩光將無法被準(zhǔn)確測量，并且更小的Y′W1值會進(jìn)一步降低測量值的精度。因此建議使用太小的Y'W1。5演示結(jié)果以下測量條件需要被報(bào)告。如果某個(gè)條件未知，應(yīng)填寫“未知”。如果進(jìn)行了不帶原裝遮光罩的可選測量，應(yīng)報(bào)告為“不帶原裝鏡頭遮光罩”。—制造商(相機(jī)和鏡頭，如果相機(jī)和鏡頭來自不同的制造商，則需要分別列出)?！吞?相機(jī)和鏡頭)?！馊χ?如果測量類型為B，如果第1步和第2步的光圈值不同，應(yīng)報(bào)告兩個(gè)值)?！咕唷！獙咕嚯x?！鄼C(jī)ISO曝光指數(shù)設(shè)置(如果未設(shè)置為0，也應(yīng)報(bào)告±EV設(shè)置)?！獪y量類型(A、B、C)?！敵隽炼人?Y′luma)?！R頭遮光罩的型號/編號(如果使用了鏡頭遮光罩)?！R頭濾鏡的型號/編號(如果使用了鏡頭濾鏡)?！猂AW轉(zhuǎn)換器名稱、版本號及設(shè)置(如果使用了RAW格式圖像數(shù)據(jù))。應(yīng)報(bào)告以下測量條件:—反射或透射圖板;—測量時(shí)使用的照度或亮度。GB/TXXXXX—XXXX/ISO18844:2017（資料性）報(bào)告示例表A.1報(bào)告示例A