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Imatest软件检测图像的稳定性和比拟明晰度

浏览: 发布日期:2017-07-10

Imatest软件中有一个模块特地用于检测图像的稳定性和比拟明晰度,此模块是SFRplus的后处置模块。

光学图像稳定性(也简称IS或OIS)能够经过比拟三张类似的SFRplus图像中相近的程度和垂直斜边的MTF值 或相对长度来剖析。

1。第一张图为不发作颤动时拍摄的图像(Unshaken)。

2。第二张是发作颤动时,未开防抖功用时拍摄的图像(Shaken without Image Stabilization)。有些相机没有防抖翻开或关闭的选项,这种状况下有几种办法能够停止防抖性能的测试。一种是运用准确的模仿颤动的设备,已知变化的角度。另一种是选择一个类似像素配置和焦距的不带OIS功用的相机。

3。第三张图是发作颤动时,翻开防抖功用停止拍摄的图像。

标准 SFRplus 测试卡

特殊的 SFRplus 测试卡

标准 SFRplus 测试卡

特殊的 SFRplus 测试卡,深灰块的间距较大,

用于顺应较大范围的颤动

不颤动的图像只需求一张,但是颤动时未开防抖功用和翻开防抖功用图像则倡议需求多张,如10张或更多。

比拟两张图像的明晰度时,实践上是比拟两张图像当选定区域的MTF数据,Image Stabilization/Sharpness Compare 功用能够生成全图像的比拟结果。

Image Stabilization/Sharpness Compare 输入的数据是两个或三个JSON格式的文件,该文件由SFRplus模块生成。

功用比拟:以下两个功用都能够比拟不同图像的明晰度

MTF Compare

能够比拟由SFR、SFRplus、eSFR ISO模块生成的CSV结果文件。能够比拟每个斜边。显现两张图像的MTF比照,(A/B)或(B/A)。

OIS/Image CompareImageStabilization/

Sharpness Compare

仅用于SFRplus模块。输入数据为两个或三个Jason格式的文件,由SFRplus模块生成。在SFRplus模块中必需选择Image Stabilization功用。比拟的图像之间选择的ROI区域必需相同。运用三张图像来计算OIS的有效性。

Batchview

Batchview批处置功用能够用于SFR, SFRplus和 eSFR ISO模块,能够用于比拟多个图像之间的差别,并将结果保管为root file_sfrbatch。csv。 

 

 

1。 首先拍摄图像。光照条件十分重要,由于它会影响快门速度,所以必需要有很好的平均光照,并且测试卡上没有反光。相机应安放于一个模仿振动的平台,至少能够产生程度和俯仰旋转运动。在翻开和关闭防抖功用时分别拍摄10到20张图像。

2. 分别选择明晰度最差的图像

找出最明晰的图像的办法是Find Sharpnes Files功用,它能够在多张图像中快速找到MTF值最大的图像,并排序所选的图像。

 

另外,在SFRplust 模块中也能够选择Combine files for signal averaging功用得到均匀值。

在 SFRplus模块中比拟两张或三张图像时,ROI区域选择必需分歧。右图所显现的5个程度和5个垂直区域是比拟好的选择。选择中间一个位置,四个边角位置,足够剖析中间和边缘防抖的效果。自定义ROI区域也是支持的

SFRplus 区域选择图

SFRplus 区域选择

ROI范围选择Wider (或 Widest), Smooth for OIS选项引荐选择,由于防抖时边缘可能十分含糊糊。

 

 在SFRplus设置中一定要选择是 Image Stabilization选项。这样能够确保生成JASON格式的文件,以用于剖析析防抖效果。 假如你是在Rescharts中模块中剖析,确保在保管文件时选择JASON格式。

3. 点击OIS/Image Compare按钮运转Image Stabilization 模块。将显现以下窗口。

Image Stabilization opening window

Image Stabilization opening window

窗口的下边会让你选择由SFRplus模块生成的三个JASON文件 。

4. 然后点击上图中的Calulate按钮,计算结果。

 

 

用于定义 Image Stabilization参数的名词

。NoS

NO Shake的简写,代表不颤动的图像

Shake

颤动并关闭OIS时拍摄的图像

OIS

颤动并翻开OIS时拍摄的图像

剖析结果

Average edge

均匀边缘散布函数,经过ISO12233规范引荐的超分辨率算法计算。 MTF的傅里叶变换的导数均匀边缘(绝对值)。是间隔的函数。

MTF

Modulation Transfer Function = Spatial Frequency Response。 是空间频率的函数。

从 MTF 或者均匀边缘演化的参数

MTF50

空间频率降落到50%时的频率时的低频数据。能够选择不同的单位。 Cycles/Pixel 是最根底的,其它单位也很常用。通常MTF50(NoS) > MTF50(Shake) > MTF50(OIS). 当这个次第有变时,需求思索噪点的影响。

R1090

代表10-90% 均匀边缘上升间隔

R2080

代表20-80% 均匀边缘上升间隔.

LMTF
L_MTF

相关于MTF50的间隔长度,通常十分接近于 R1090  LMTF (pixels) = 1/(2*MTF50 (C/P) )。

 

Image Stabilization 的剖析结果

 Image Stabilization 模块的主要目的是计算翻开OIS功用时,明晰度的改良。所以在计算时必需思索几个问题

比拟结果只显现OIS的效果,所以未颤动图像的糢糊必需从去除。

翻开或关闭OIS功用的图像代表了颤动的效果,所以需求选择明晰度最差的图像。

 Image Stabilization 的剖析结果主要是MTF的比拟,其它的参数则从此演化而来。以下是剖析结果的解释。

 

名词定义

LMTF (L_MTF) 这个参数是一个间隔的函数与R1090的相关性较好。还记得MTF是傅里叶变换的模数吗(绝对值),意味着相位信息曾经去除了。关于颤动的图像来说,可能在边缘产生显著的不规律现象(不对称,斜梯等),可能使R1090 或R2080扭曲,运用它们牢靠性降落。这些不规律是边缘相位的一局部,对MTF的影响有限。下图显现了这样一个边缘。

LMTF = 1/(2*MTF50) (当MTF 的单位为Cycles/Pixel时). (LMTF = 1/MTF50 当 MTF 的单位为 LW/PH.时) ,在下图中, LMTF = 1/(2*0.0399) = 12.5 pixels, 与R1090的数据十分接近。但有时也会有例外。

 

 

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.

 

总结— LMTF (而不是 R1090 or R1080) 参数更合适于计算防抖效果,当然上图中也给出了一切数据。

 

颤动和未颤动边缘间隔

从NoS, Shake, and OIS 三类图中得到的边缘长度计算 (R1090, R2080, and L_MTF) 数据曾经足够阐明防抖效果。但是还能够得到以下图表。

以下是18个边缘的比拟结果。

边缘的比拟结果图

红色加亮区域的剖析结果

以上表格包括了一切的从一个边缘得到的OIS Gain数据,(由 L_MTF, R1090, 和 R1080演算而来。

以下图表包括了多个区域的剖析结果。多个边缘的均匀的OIS gain数据能够显现为在3D图表中。能够切换选择只显现程度边缘,只显现垂直边缘或同时显现。

 

多个区域的剖析结果图
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.)

 

以下为3D图表的显现。

 

3D图表的显现图
3D plot of OIS_gain_L_MTF_div_dB (the preferred result)

 

点击 Save data.保管数据按钮能够将结果保管为CSV 数据。以下是数听说明

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.)

 

 以下内容引见了Imatest的算法与CIOA DC-X011-2012的不同。 

CIPA (Japan’s Camera & Imaging Products Association) 日本照相机与图像产品协会发布了一个草案标准。CIPA DC-X011-2012, Measurement and Description Method for Image Stabilization Performance of Digital Cameras (Optical Method)。Imatest软件中的 Imatest Image Stabilization 模块算法,与CIPA 的标准有些不同,后者有着比拟明显的缺陷。

Imatest 运用SFRplus测试卡,而 CIPA运用高反差的棋盘图加上中间黑框内的静态水果图像,CIPA的测试卡运用完整垂直和程度边缘,反差超越20:1,容易产生过饱和的状况,从而影像丈量精度。 而SFRplus测试卡固然能够制造成不同的反差,但我们的引荐运用4:1的反差,这也是ISO12233:2014规范的标准。

DC-X011 规范没有提及MTF。MTF在图像行业中用于丈量明晰度曾经用了几十年,而DC-X011只是采用了10-90% 边缘上升间隔这个参数,相比拟而言稳定性较差。 完整垂直或程度的边缘也容易产生相位取样错误,这也是为什么2014版的ISO12233规范采用了5度斜边做为测试图案的缘由。另外CIPA规范请求拍摄的图像过于多,例如不颤动的图像需求有10张(§4-4-1),而并没有阐明取最好、最坏还是均匀值。对斜边测试卡来说,正常的拍摄只需求一张即可。

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