圖像與鏡頭質量測試規范V1.0圖像與鏡頭質量測試規范目錄TOC\o"1-3"\h\u一、圖像質量理論測試 31、色板區域介紹 32、解析度 33、銳度 44、色散 65、色彩還原性 66、膚色還原 87、白平衡 88、低照度 99、逆光補償 1010、灰階、動態范圍、對比度 1111、鏡頭畸變 1212、暗角 1313、噪點 1414、散光 1615、紫邊 17二、實際景物拍攝 1716、實際靜景拍攝 17名稱測試項目圖像按照2、5、6、7、8、9、10、13、15、16鏡頭按照2、3、4、5、8、11、12、14、15、16注：對比測試時需保障碼流、幀率、分辨率、光圈最大等一致性。若后續需要增加測試項會持續更新。鏡頭銳度測試樣張測試目的測試攝像機實際雜光環境曝光、解析能力。測試工具Imatest、D65光源、ISO12233解析卡測試條件1、鏡頭必需使用最大光圈。2、拍攝圖片必須在白光標準光線下進行。測試步驟1、在標準白光環境下拍攝一張解析度樣張。2、打開Imatest工具，點擊“SFR:Newfile”按鈕選擇樣張。3、使用鼠標拖動畫出解析樣圖中的垂直黑塊，如上圖（中）所示。4、完成選框后會自動彈出窗口提示，調整到十字位置到黑白交界的位置，然后點擊YES，continue。5、點擊“OK”開始分析樣張的銳度，然后保存分析結果。測試標準1、黑色實線為原始數據，紅色虛線則代表移除(或加上)數字相機內建銳利化效果的表現。觀察圖表中紅色虛線與黑色實線的偏離情況，如果測試圖表中黑色實線和紅色虛線的偏離出現明顯的“駝峰現象”那就證明數碼相機機身銳化嚴重，甚至造成成像不自然，如圖（左）所示。中央和邊緣MTF50P相差越大，說明相機在成像的細膩程度和整體平衡不夠穩定。2、選用MTF50P的數值為參考標準，因為將原始MTF影像降低50%的明亮度來計算SFR，這樣的做法可以繼保留影像細節又不會被測試圖上的雜點所干擾，如圖（右）所示。完成標準1、記錄MTF50P的值。2、將圖表復制到測試報告中，并與其他鏡頭進行對比點評。優先級高色散測試目的測試攝像機實際雜光環境曝光、解析能力。測試工具Imatest、D65光源、ISO12233解析卡測試條件1、鏡頭必需使用最大光圈。2、拍攝圖片必須在白光標準光線下進行。測試步驟與銳度測試方法一致測試標準我們參看的首要數據為CA值，也代表了色散值，在色散測試圖表中CA值的單位是pixels。CA值在0-0.5之間表示鏡頭成像對色散的控制極佳；CA介于0.5-1.0之間屬于較好范圍；CA值介于1.0-1.5之間時一般人肉眼即可辨識，屬于較中等的鏡頭色散表現；4、當CA值超過1.5在1.5以上時，鏡頭表現就令人相當失望，較大地影響成像質量。完成標準1、記錄MTF50的值。2、將圖表復制到測試報告中，并與其他鏡頭進行對比點評。優先級高色彩還原性色彩還原指彩色CCD、CMOS經過拍攝加工后，彩色攝影畫面的色彩大體上和原景物的色彩相一致。是早期彩色電影攝影追求的目標。影響色彩還原的因素有CCD、CMOS的性能，攝影鏡頭的質量，光線的色溫等。色彩還原性測試樣張測試目的測試各種雜光環境下物體色彩的還原能力。測試工具Imatest、D65、CWF、A光源、24色卡測試條件1、鏡頭必需使用最大光圈。2、在2300K，2900K，4000K，5400K，6500K下分別拍攝一組色板樣張，并使用照度計讀出測試環境亮度。測試步驟1、打開Imatest，點擊Colorcheck并選擇一個色板圖像文件。2、按住鼠標左鍵并將整個色板區域選中，然后調整綠色選框，保障每個綠色框都位于不同的色塊中。3、完成選框后直接點擊“Yes，ContinueinExpressmode”按鈕開始分析數據和保存分析結果。4、觀察色板，分別記錄常見色彩區域的每個偏移量和非常見區域最小與大偏移量，且需要記錄如圖紅色標記處的Mean值。5、記錄當前環境亮度及主觀評價結果（參見釋義）測試標準1、圖中的灰色編號即色板的順序編號。每一個小方格代表每一個標準色塊所處的色彩，而小圓圈代表實際每一個色塊的實測色彩。2、如圖紅色標記處“△E*ab:mean=14.8”（亮度色度偏差平均總和）、“△C*abuncorr:mean=13”（色度平均偏差），mean表示平均偏移量。3、首先觀察13-18號色彩（即常見色彩區域）的偏移量，若色彩偏移量很大，則說明常見色彩區域的色彩還原性較差，反之則好。4、其次觀察1-12號色彩（即非常見色彩區域）的偏移量，若色彩偏移量很大，則說明非常見色彩區域的色彩還原性較差，反之則好。完成標準1、分別記錄色板色彩的平均偏移量“△E*ab:mean=14.8”（亮度色度偏差平均總和）、“△C*abuncorr:mean=13”（色度平均偏差）。（標準對比值：△C<30\△E<13效果較好）2、觀察各個色塊實測值與標準值狀況，根據主觀進行點評色彩還原效果。優先級高膚色還原測試目的測試人體膚色還原能力。測試工具人物測試卡測試條件1、鏡頭必需使用最大光圈。2、在6500K下拍攝一組樣張圖片。測試步驟1、使用標準鏡頭拍攝人物圖片和實際人物。2、最好在不同光照抓拍圖片3張。3、主觀觀察真實景物與拍攝圖像色彩差距。4、給出主觀評價并記錄結果。測試標準無完成標準從偏色、色彩還原、解析度進行記錄評測優先級高白平衡所謂白平衡，就是攝像機對白色物體的還原。當我們用肉眼觀看這大千世界時，在不同的光線下，對相同的顏色的感覺基本是相同的，比如在早晨旭日初升時，我們看一個白色的物體，感到它是白的；而我們在夜晚昏暗的燈光下，看到的白色物體，感到它仍然是白的。這是由于人類從出生以后的成長過程中，人的大腦已經對不同光線下的物體的彩色還原有了適應性。但是，作為攝像機，可沒有人眼的適應性，在不同的光線下，由于CCD輸出的不平衡性，造成攝像機彩色還原失真：或者圖像偏藍，或者偏紅。白平衡Imatest測試示意圖測試目的測試各種雜光環境下白色物體的還原能力。測試工具Imatest、D65、CWF、A光源、24色卡測試條件1、鏡頭必需使用最大光圈。2、在2300K，2900K，4000K，5400K，6500K下分別拍攝一組色板樣張，并使用Lux器讀出測試環境亮度。測試步驟1、在白光和暖光下分別拍攝一組色板樣張。2、使用Imatest打開色板圖片，按照“色彩還原”測試步驟使用鼠標拖選色卡測試區域。3、完成選框后直接點擊“Yes，ContinueinExpressmode”按鈕開始分析數據和保存分析結果。測試標準像素類別CIF和VGA1.3M和2M3M及以上AWBD65,TL84,CWF光源S<0.10S<0.10S<0.08A光源S<0.2S<0.15S<0.12D65光源(965燈管)：6500KTL84光源：4000KA光源(同白熾燈)：2856KCWF光源：4100KTL83光源：3000K優先級高低照度照度是反映光照強度的一種單位，其物理意義是照射到單位面積上的光通量，照度的單位是每平方米的流明（Lm）數，也叫做勒克斯（Lux）：1Lux=1Lm平方米。上式中，Lm是光通量的單位。1Lux大約等于1燭光在1米距離的照度，我們在攝像機參數規格中常見的最低照度，表示該攝像機只需在所標示的Lux數值下，即能獲取清晰的影像畫面，此數值越小越好，說明CCD、CMOS的靈敏度越高。同樣條件下，黑白攝像機所需的照度遠比尚須處理色彩濃度的彩色攝像機要低10倍。低照度16:9畫面測試樣張測試目的測試攝像機各種低光環境下物體可分辨能力以及色彩表現能力。測試工具無測試條件1、鏡頭必需使用最大光圈。2、使用可調暖色光源進行照射被拍攝物體，每一次光變都需要使用照度計記錄。（所取的亮度值為鏡頭的進光量）3、被拍攝物體需要具備各種豐富的色彩。測試步驟1、調節不同光線亮度，并使用照度計讀取當前光線下的環境亮度。2、分別拍攝1Lux、5Lux、10Lux、30Lux等亮度下圖像并記錄數據。3、主觀評價其低照度能力下的圖像色彩/清晰度等表現強弱，然后記錄結果。測試標準無完成標準每一次光線變化都需要使用照度計記錄亮度值，且亮度值必需和每張圖片對應。優先級高逆光補償逆光補償也稱作逆光補正或背光補償（Back-lightCompensation,BLC）,他可以有效補償攝像機在逆光環境下拍攝時畫面主體黑暗的缺陷。在某些應用場合，視場中可能包含一個很亮的背景區域，如逆光環境下的門窗等，而被觀察的主體則處于亮場的包圍之中，畫面一片昏暗，無層次。此時，需要引入逆光補償功能。攝像機僅對整個視場的一個子區域進行檢測，通過求此區域的平均信號電平信號來確定AGG電路的工作點。由于子區域的平均電平很低，AGG放大器會有較高的增益，使輸出視頻信號的幅值提高，從而使監視器上的主題畫面明朗。此時的背景畫面會更加明朗，但其與主體畫面的主觀亮度差會大大降低，整個視場的可視性得到改善。逆光補償實際拍攝差別樣張測試目的攝像機在逆光環境下拍攝時畫面主體逆光平衡處理能力。測試工具無測試條件1、鏡頭必需使用最大光圈。2、背景亮度必須比主體被拍攝物體亮度高出許多。測試步驟1、在逆光測試燈箱中放置物體，且物體處于燈源的中心處。2、使用被測攝像機進行拍攝逆光下的主體。3、拍攝圖片，觀察被拍攝主體的分辨能力。測試標準1、無逆光補償：主體顯得特別暗，幾乎無法識別。2、有逆光補償：背景的亮度會自動降低，從而使整個視場的可視性得到改善。完成標準使用Lux器記錄亮度，并且保存測試圖片，然后測評和記錄圖像逆光補償程度。優先級中灰階、動態范圍、對比度動態范圍（DynamicRange）對數碼相機簡單來說就是亮部與暗部的細節表現，也就是黑與白的極端表現。大家在拍攝中可能會遇到這樣一種情況，畫面的光暗對比太強烈，特別在逆光拍人像的情況下，我們將很難兼顧人的面部和背景的曝光。測試時可參考Imates中的Total數值，數值越大其動態范圍也越大。動態范圍越大，所能表現的層次越豐富，所包含的色彩空間也越廣。數碼相機的動態范圍越大，它能同時記錄的暗部細節和亮部細節越豐富。圖1：動態范圍測試樣張圖2：灰階計算測試目的測試攝像機動態層次范圍。測試工具Imatest、D65光源、灰階卡測試條件1、鏡頭必需使用最大光圈。2、需在白色光源下拍攝一組全畫面樣張，并使用照度計讀出測試環境亮度。測試步驟1、在白色光源下拍攝一組包含灰階卡的全畫面樣張。2、打開Imatest工具，點擊“Stepchart”按鈕選擇需要測試的圖片。3、使用鼠標拖動選擇一個測試區域，然后調整使十字坐標矯正至被測區域的中心處。4、完成矯正直接點擊“Yes，ContinueinExpressmode”按鈕開始分析數據和保存分析結果。5、查看FigureNo.2:Stepchartnoisedetail窗口中的分析結果。如上圖1。6、在測試結果找到對應的.CSV文件并打開，計算相鄰階塊差值，差值大于8，代表兩個相鄰灰階是可以被識別的，統計差值大于8的個數，就代表能識別的灰階級數。軟件分析結果只能作為一個參考，最好再結合人為判斷。7、對比度測試時，依然取上圖數據，計算公式：(最高亮度-最低亮度)/255，測試結果最好大于80%。測試標準Total值大于等于5.5，動態范圍越大，所能表現的層次越豐富，所包含的色彩空間也越廣。對比度：>80%灰階：2M3M5M8M>14>15>15>15完成標準記錄Total值計算對比度，并給出主觀評測計算灰階數，并給出主觀評測優先級高鏡頭畸變畸變是像差的一種。物體上的直線經過透鏡成像后變成彎曲的現象。畸變是由于透鏡的放大率隨光束和主軸間所成角度改變而引起。光線離主軸越遠，畸變越大，但是若與主軸正交并通過主軸，則不發生畸變。放大率隨入射角度增加而增大時稱正畸變。（即枕形畸變圖20b）。放大率隨入射角度增加而減小時負畸變（即桶形畸變圖20c）。換句話說，若物點離開光軸約遠，放大率越大，就產生畸變，如果物點離開光軸越遠，放大率越小則產生負畸變。特別是鏡片屈光度大時，像的畸變現象嚴重。由于畸變，看物體，像失去了原來的正確形狀。減小畸變的方法是，對單一透鏡改變鏡片的外形，采用最佳的外形可以使畸變減小到最小程度。鏡頭畸變測試數據樣張測試目的測試鏡頭拍攝物體畸變程度。測試工具Imatest、D65光源、畸變卡（網格圖）測試條件1、鏡頭必需使用最大光圈。2、在白光下拍攝標準的Distortion卡片。測試步驟1、在白光下拍攝一張Distorion卡，并記錄拍攝的亮度。2、打開Imatest工具，點擊Distotion按鈕并選擇一個測試樣圖。3、通過鼠標左鍵拖動畫出測試區域，然后點擊“Yes，ContinueinExpressmode”按鈕開始分析數據和保存分析結果。4、查看并記錄SMIATVDistortion的值（如上圖紅色標示處的值）。測試標準“SMIATVDistortion=-12%”（紅色標示處）表示畸變值，以百分數標示。數值越接近零，表示畸變越小。數值為負的，表示為桶形畸變，畫面向外膨脹。數值為正的，表示為枕形畸變，畫面向內收縮。完成標準記錄SMIATVDistortion的值，并判斷畸形形變。優先級高暗角對著亮度均勻景物，畫面四角有變暗的現象，叫做“失光”，俗稱“暗角”。暗角對于任何鏡頭都不可避免。產生暗角的原因主要有：1、邊角的成像光線與鏡頭光軸有較大的夾角，是造成邊角失光的主要原因。2、長焦鏡頭尤其是變焦長焦鏡頭鏡片很多，偏離光圈比較遠的鏡片為了能讓邊角光線通過，這些鏡片必須很大。為了降低成本，縮小了這些鏡片直徑，造成邊角成像光線不能完全通過，降低了邊角的亮度。3、邊角的像差較大。為了提高像質，某些鏡片的邊緣或專門設置的光闌有意擋住部分影響成像質量的邊緣光線，造成邊角失光。暗角測試樣張測試目的測試鏡頭對著亮度均勻景物，畫面四角是否有變暗的現象。測試工具Imatest測試條件1、鏡頭必需使用最大光圈。2、在白光下拍攝亮度均勻的物體，例如，電腦的白色顯示屏。測試步驟1、將電腦設置為純白色的背景，然后將攝像機貼著顯示屏抓拍一張圖片。2、打開Imatest工具，點擊“LightFalloff”按鈕并選擇一個測試樣圖。3、通過鼠標左鍵拖動畫出測試區域，然后點擊“Yes，Continue”按鈕開始分析數據和保存分析結果。4、查看彈出的F-stopcontours窗口并記錄“Worst”與“Mean”的值（如上圖紅色標示處的值）。測試標準1、“Corners：worst=-1.55；mean=-0.919”（紅色標示處）表示暗角差值。2、數值越接近零，表示暗角越小。數值為負的，表示為暗角偏暗。數值為正時，表示為暗角偏亮。完成標準記錄“Worst”與“Mean”的值，并判斷暗角偏暗程度。優先級高噪點噪點（noise）主要是指CCD（CMOS）將光線作為接收信號接收并輸出的過程中所產生的圖像中的粗糙部分，也指圖像中不該出現的外來像素，通常由電子干擾產生。看起來就像圖像被弄臟了，布滿一些細小的糙點、雪花斑點。我們平時所拍攝的數碼照片如果用個人電腦將拍攝到的高畫質圖像縮小以后再看的話，也許就注意不到。不過，如果將原圖像放大，那么就會出現本來沒有的顏色（假色），這種假色就是圖像噪音。當攝像機攝取較亮場景時，監視器顯示的畫面通常比較明快，觀察者不易看出畫面中的干擾噪點；而取較暗場景時，監視器顯示的畫面就比較昏暗，觀察者很容易看到畫面中雪花狀的干擾噪點。干擾噪點的強弱與攝像機的信噪比指標有直接關系，即信噪比越高，干擾噪點對畫面的影響就越小。噪點測試樣張測試目的測試正常光線下景物拍攝圖片的信噪能力。測試工具Imatest測試條件1、鏡頭必需使用最大光圈。2、需在白光下拍攝一組色板樣張，并使用照度計讀出測試環境亮度。測試步驟1、打開Imatest，點擊Colorcheck并選擇一個色板圖像文件。2、按住鼠標左鍵并將整個色板區域選中，然后調整綠色選框，保障每個綠色框都位于不同的色塊中（如上圖左所示）。3、完成選框后直接點擊“Yes，ContinueinExpressmode”按鈕開始分析數據和保存分析結果。4、觀察色板樣張測試結果，并從噪點測試結果圖中讀取NoiseRGBY值。測試標準1、觀察NoiseRGBY值，R,G,B,Y的數值都必須小于1，值越大說明噪點越多，反之則說明噪點較少；2、以D65的色溫為例，D65光源下，0.3M~2M要求<1.5%，3M要求<1%完成標準1、記錄當前環境亮度。2、讀取測試樣圖中的NoiseRGBY值并主觀評