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Imatest軟件檢測(cè)圖像的穩(wěn)定性和比擬明晰度

瀏覽:3976 發(fā)布日期:2017-07-10

Imatest軟件中有一個(gè)模塊特地用于檢測(cè)圖像的穩(wěn)定性和比擬明晰度,此模塊是SFRplus的后處置模塊。

光學(xué)圖像穩(wěn)定性(也簡(jiǎn)稱IS或OIS)能夠經(jīng)過比擬三張類似的SFRplus圖像中相近的程度和垂直斜邊的MTF值 或相對(duì)長(zhǎng)度來剖析。

1.第一張圖為不發(fā)作顫動(dòng)時(shí)拍攝的圖像(Unshaken).

2.第二張是發(fā)作顫動(dòng)時(shí),未開防抖功用時(shí)拍攝的圖像(Shaken without Image Stabilization)。有些相機(jī)沒有防抖翻開或關(guān)閉的選項(xiàng),這種狀況下有幾種辦法能夠停止防抖性能的測(cè)試。一種是運(yùn)用準(zhǔn)確的模仿顫動(dòng)的設(shè)備,已知變化的角度。另一種是選擇一個(gè)類似像素配置和焦距的不帶OIS功用的相機(jī)。

3.第三張圖是發(fā)作顫動(dòng)時(shí),翻開防抖功用停止拍攝的圖像。

標(biāo)準(zhǔn) SFRplus 測(cè)試卡

特殊的 SFRplus 測(cè)試卡

標(biāo)準(zhǔn) SFRplus?測(cè)試卡

特殊的?SFRplus?測(cè)試卡,深灰塊的間距較大,

用于順應(yīng)較大范圍的顫動(dòng)

不顫動(dòng)的圖像只需求一張,但是顫動(dòng)時(shí)未開防抖功用和翻開防抖功用圖像則倡議需求多張,如10張或更多。

比擬兩張圖像的明晰度時(shí),實(shí)踐上是比擬兩張圖像當(dāng)選定區(qū)域的MTF數(shù)據(jù),Image Stabilization/Sharpness Compare?功用能夠生成全圖像的比擬結(jié)果。

Image Stabilization/Sharpness Compare?輸入的數(shù)據(jù)是兩個(gè)或三個(gè)JSON格式的文件,該文件由SFRplus模塊生成。

功用比擬:以下兩個(gè)功用都能夠比擬不同圖像的明晰度

MTF Compare

能夠比擬由SFR、SFRplus、eSFR?ISO模塊生成的CSV結(jié)果文件。能夠比擬每個(gè)斜邊。顯現(xiàn)兩張圖像的MTF比照,(A/B)或(B/A)。

OIS/Image?CompareImageStabilization/

Sharpness Compare

僅用于SFRplus模塊。輸入數(shù)據(jù)為兩個(gè)或三個(gè)Jason格式的文件,由SFRplus模塊生成。在SFRplus模塊中必需選擇Image Stabilization功用。比擬的圖像之間選擇的ROI區(qū)域必需相同。運(yùn)用三張圖像來計(jì)算OIS的有效性。

Batchview

Batchview批處置功用能夠用于SFR,?SFRplus和?eSFR ISO模塊,能夠用于比擬多個(gè)圖像之間的差別,并將結(jié)果保管為root file_sfrbatch.csv。?

?

?

1. 首先拍攝圖像。光照條件十分重要,由于它會(huì)影響快門速度,所以必需要有很好的平均光照,并且測(cè)試卡上沒有反光。相機(jī)應(yīng)安放于一個(gè)模仿振動(dòng)的平臺(tái),至少能夠產(chǎn)生程度和俯仰旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在翻開和關(guān)閉防抖功用時(shí)分別拍攝10到20張圖像。

2. 分別選擇明晰度最差的圖像

找出最明晰的圖像的辦法是Find?Sharpnes?Files功用,它能夠在多張圖像中快速找到MTF值最大的圖像,并排序所選的圖像。

?

另外,在SFRplust?模塊中也能夠選擇Combine files for signal averaging功用得到均勻值。

在?SFRplus模塊中比擬兩張或三張圖像時(shí),ROI區(qū)域選擇必需分歧。右圖所顯現(xiàn)的5個(gè)程度和5個(gè)垂直區(qū)域是比擬好的選擇。選擇中間一個(gè)位置,四個(gè)邊角位置,足夠剖析中間和邊緣防抖的效果。自定義ROI區(qū)域也是支持的

SFRplus 區(qū)域選擇圖

SFRplus?區(qū)域選擇

ROI范圍選擇Wider?(或?Widest),?Smooth for OIS選項(xiàng)引薦選擇,由于防抖時(shí)邊緣可能十分含糊糊。

?

?在SFRplus設(shè)置中一定要選擇是?Image Stabilization選項(xiàng)。這樣能夠確保生成JASON格式的文件,以用于剖析析防抖效果。?假如你是在Rescharts中模塊中剖析,確保在保管文件時(shí)選擇JASON格式。

3. 點(diǎn)擊OIS/Image Compare按鈕運(yùn)轉(zhuǎn)Image Stabilization?模塊。將顯現(xiàn)以下窗口。

Image Stabilization opening window

Image Stabilization opening window

窗口的下邊會(huì)讓你選擇由SFRplus模塊生成的三個(gè)JASON文件 。

4. 然后點(diǎn)擊上圖中的Calulate按鈕,計(jì)算結(jié)果。

?

?

用于定義?Image Stabilization參數(shù)的名詞

。NoS

NO Shake的簡(jiǎn)寫,代表不顫動(dòng)的圖像

Shake

顫動(dòng)并關(guān)閉OIS時(shí)拍攝的圖像

OIS

顫動(dòng)并翻開OIS時(shí)拍攝的圖像

剖析結(jié)果

Average edge

均勻邊緣散布函數(shù),經(jīng)過ISO12233規(guī)范引薦的超分辨率算法計(jì)算。?MTF的傅里葉變換的導(dǎo)數(shù)均勻邊緣(絕對(duì)值)。是間隔的函數(shù)。

MTF

Modulation Transfer Function = Spatial Frequency Response.?是空間頻率的函數(shù)。

從?MTF?或者均勻邊緣演化的參數(shù)

MTF50

空間頻率降落到50%時(shí)的頻率時(shí)的低頻數(shù)據(jù)。能夠選擇不同的單位。?Cycles/Pixel?是最根底的,其它單位也很常用。通常MTF50(NoS) > MTF50(Shake) > MTF50(OIS).?當(dāng)這個(gè)次第有變時(shí),需求思索噪點(diǎn)的影響。

R1090

代表10-90%?均勻邊緣上升間隔

R2080

代表20-80%?均勻邊緣上升間隔.

LMTF
L_MTF

相關(guān)于MTF50的間隔長(zhǎng)度,通常十分接近于?R1090??LMTF?(pixels) = 1/(2*MTF50 (C/P) ).

?

Image Stabilization?的剖析結(jié)果

?Image Stabilization?模塊的主要目的是計(jì)算翻開OIS功用時(shí),明晰度的改良。所以在計(jì)算時(shí)必需思索幾個(gè)問題

?比擬結(jié)果只顯現(xiàn)OIS的效果,所以未顫動(dòng)圖像的糢糊必需從去除。

?翻開或關(guān)閉OIS功用的圖像代表了顫動(dòng)的效果,所以需求選擇明晰度最差的圖像。

?Image Stabilization?的剖析結(jié)果主要是MTF的比擬,其它的參數(shù)則從此演化而來。以下是剖析結(jié)果的解釋。

?

名詞定義

LMTF (L_MTF)?這個(gè)參數(shù)是一個(gè)間隔的函數(shù)與R1090的相關(guān)性較好。還記得MTF是傅里葉變換的模數(shù)嗎(絕對(duì)值),意味著相位信息曾經(jīng)去除了。關(guān)于顫動(dòng)的圖像來說,可能在邊緣產(chǎn)生顯著的不規(guī)律現(xiàn)象(不對(duì)稱,斜梯等),可能使R1090?或R2080扭曲,運(yùn)用它們牢靠性降落。這些不規(guī)律是邊緣相位的一局部,對(duì)MTF的影響有限。下圖顯現(xiàn)了這樣一個(gè)邊緣。

LMTF = 1/(2*MTF50)?(當(dāng)MTF?的單位為Cycles/Pixel時(shí)). (LMTF = 1/MTF50?當(dāng)?MTF?的單位為?LW/PH.時(shí))?,在下圖中,?LMTF = 1/(2*0.0399) = 12.5 pixels,?與R1090的數(shù)據(jù)十分接近。但有時(shí)也會(huì)有例外。

?

?

Average edge profile and MTF for a rather poorly behaved edge.
LMTF?= 1/(2*MTF50) = 1/(2*0.0399) = 12.5 pixels,?接近于?R1090.

?

總結(jié)—?LMTF?(而不是?R1090 or R1080)?參數(shù)更合適于計(jì)算防抖效果,當(dāng)然上圖中也給出了一切數(shù)據(jù)。

?

顫動(dòng)和未顫動(dòng)邊緣間隔

從NoS, Shake, and OIS?三類圖中得到的邊緣長(zhǎng)度計(jì)算?(R1090, R2080, and L_MTF)?數(shù)據(jù)曾經(jīng)足夠闡明防抖效果。但是還能夠得到以下圖表。

以下是18個(gè)邊緣的比擬結(jié)果。

邊緣的比擬結(jié)果圖

紅色加亮區(qū)域的剖析結(jié)果

以上表格包括了一切的從一個(gè)邊緣得到的OIS Gain數(shù)據(jù),(由?L_MTF, R1090,?和?R1080演算而來。

以下圖表包括了多個(gè)區(qū)域的剖析結(jié)果。多個(gè)邊緣的均勻的OIS gain數(shù)據(jù)能夠顯現(xiàn)為在3D圖表中。能夠切換選擇只顯現(xiàn)程度邊緣,只顯現(xiàn)垂直邊緣或同時(shí)顯現(xiàn)。

?

多個(gè)區(qū)域的剖析結(jié)果圖
Multi-ROI plot of?OIS_gain_L_MTF_div_dB?(the preferred result), showing Metric?drowdown?menu.
(Only a limited number of metrics are currently available for the Multi-ROI and 3D plots.)

?

以下為3D圖表的顯現(xiàn).

?

3D圖表的顯現(xiàn)圖
3D plot of?OIS_gain_L_MTF_div_dB?(the preferred result)

?

點(diǎn)擊?Save data.保管數(shù)據(jù)按鈕能夠?qū)⒔Y(jié)果保管為CSV?數(shù)據(jù)。以下是數(shù)聽說明

Input file

1

?

?

?

?

Date run

24-Jan-2013 14:49:02

?

?

?

Image path

C:ImatestDataSFRplusMiscImage_Stabilizationnovibes.bmp

Title

novibes.bmp

?

?

?

?

Height?Pxls

1200

Width?Pxls

1600

Regions

18

(This is repeated for the second and (if included) third files.

Mean of Vertical edges

?

?

?

?

?

?

Shake-only

OIS-only

Delta

Fraction

%

dB?gain

1.?L_MTF_div

14.4877

9.8802

4.6075

0.6812

31.8824

3.3568

2. L_MTF_S1

11.7326

7.4965

4.2361

0.6333

36.6706

4.0072

3. L_MTF_S2

14.8671

10.4262

4.4409

0.7001

29.9929

3.1116

4. R1090_S1

12.4647

7.7476

4.7171

0.6213

37.8658

4.14

5. R1090_S2

15.6516

10.7458

4.9058

0.6875

31.2493

3.2607

6. R2080_S1

8.074

5.1292

2.9448

0.6354

36.4551

3.9865

7. R2080_S2

10.1915

7.1259

3.0657

0.6998

30.0222

3.1304

(This is repeated for Horizontal and H&V edges.)

?

?以下內(nèi)容引見了Imatest的算法與CIOA DC-X011-2012的不同。?

CIPA?(Japan’s Camera & Imaging Products Association)?日本照相機(jī)與圖像產(chǎn)品協(xié)會(huì)發(fā)布了一個(gè)草案標(biāo)準(zhǔn)。CIPA DC-X011-2012, Measurement and Description Method for Image Stabilization Performance of Digital Cameras (Optical Method)。Imatest軟件中的?Imatest?Image Stabilization?模塊算法,與CIPA?的標(biāo)準(zhǔn)有些不同,后者有著比擬明顯的缺陷。

Imatest?運(yùn)用SFRplus測(cè)試卡,而?CIPA運(yùn)用高反差的棋盤圖加上中間黑框內(nèi)的靜態(tài)水果圖像,CIPA的測(cè)試卡運(yùn)用完整垂直和程度邊緣,反差超越20:1,容易產(chǎn)生過飽和的狀況,從而影像丈量精度。 而SFRplus測(cè)試卡固然能夠制造成不同的反差,但我們的引薦運(yùn)用4:1的反差,這也是ISO12233:2014規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)。

DC-X011?規(guī)范沒有提及MTF。MTF在圖像行業(yè)中用于丈量明晰度曾經(jīng)用了幾十年,而DC-X011只是采用了10-90%?邊緣上升間隔這個(gè)參數(shù),相比擬而言穩(wěn)定性較差。 完整垂直或程度的邊緣也容易產(chǎn)生相位取樣錯(cuò)誤,這也是為什么2014版的ISO12233規(guī)范采用了5度斜邊做為測(cè)試圖案的緣由。另外CIPA規(guī)范請(qǐng)求拍攝的圖像過于多,例如不顫動(dòng)的圖像需求有10張(§4-4-1),而并沒有闡明取最好、最壞還是均勻值。對(duì)斜邊測(cè)試卡來說,正常的拍攝只需求一張即可。

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