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Imatest軟件檢測圖像的穩定性和比擬明晰度

瀏覽: 發布日期:2017-07-10

Imatest軟件中有一個模塊特地用於檢測圖像的穩定性和比擬明晰度,此模塊是SFRplus的後處置模塊。

光學圖像穩定性(也簡稱IS或OIS)能夠經過比擬三張類似的SFRplus圖像中相近的程度和垂直斜邊的MTF值 或相對長度來剖析。

1.第一張圖為不發作顫動時拍攝的圖像(Unshaken).

2.第二張是發作顫動時,未開防抖功用時拍攝的圖像(Shaken without Image Stabilization)。有些相機沒有防抖翻開或關閉的選項,這種狀況下有幾種辦法能夠停止防抖性能的測試。一種是運用準確的模仿顫動的設備,已知變化的角度。另一種是選擇一個類似像素配置和焦距的不帶OIS功用的相機。

3.第三張圖是發作顫動時,翻開防抖功用停止拍攝的圖像。

標準 SFRplus 測試卡

特殊的 SFRplus 測試卡

標準 SFRplus 測試卡

特殊的 SFRplus 測試卡,深灰塊的間距較大,

用於順應較大範圍的顫動

不顫動的圖像隻需求一張,但是顫動時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,實踐上是比擬兩張圖像當選定區域的MTF數據,Image Stabilization/Sharpness Compare 功用能夠生成全圖像的比擬結果。

Image Stabilization/Sharpness Compare 輸入的數據是兩個或三個JSON格式的文件,該文件由SFRplus模塊生成。

功用比擬:以下兩個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結果文件。能夠比擬每個斜邊。顯現兩張圖像的MTF比照,(A/B)或(B/A)。

OIS/Image CompareImageStabilization/

Sharpness Compare

僅用於SFRplus模塊。輸入數據為兩個或三個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區域必需相同。運用三張圖像來計算OIS的有效性。

Batchview

Batchview批處置功用能夠用於SFR, SFRplus和 eSFR ISO模塊,能夠用於比擬多個圖像之間的差別,並將結果保管為root file_sfrbatch.csv。 

 

 

1. 首先拍攝圖像。光照條件十分重要,由於它會影響快門速度,所以必需要有很好的平均光照,並且測試卡上沒有反光。相機應安放於一個模仿振動的平台,至少能夠產生程度和俯仰旋轉運動。在翻開和關閉防抖功用時分別拍攝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,並排序所選的圖像。

 

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,ROI區域選擇必需分歧。右圖所顯現的5個程度和5個垂直區域是比擬好的選擇。選擇中間一個位置,四個邊角位置,足夠剖析中間和邊緣防抖的效果。自定義ROI區域也是支持的

SFRplus 區域選擇圖

SFRplus 區域選擇

ROI範圍選擇Wider (或 Widest), Smooth for OIS選項引薦選擇,由於防抖時邊緣可能十分含糊糊。

 

 在SFRplus設置中一定要選擇是 Image Stabilization選項。這樣能夠確保生成JASON格式的文件,以用於剖析析防抖效果。 假如你是在Rescharts中模塊中剖析,確保在保管文件時選擇JASON格式。

3. 點擊OIS/Image Compare按鈕運轉Image Stabilization 模塊。將顯現以下窗口。

Image Stabilization opening window

Image Stabilization opening window

窗口的下邊會讓你選擇由SFRplus模塊生成的三個JASON文件 。

4. 然後點擊上圖中的Calulate按鈕,計算結果。

 

 

用於定義 Image Stabilization參數的名詞

。NoS

NO Shake的簡寫,代表不顫動的圖像

Shake

顫動並關閉OIS時拍攝的圖像

OIS

顫動並翻開OIS時拍攝的圖像

剖析結果

Average edge

均勻邊緣散布函數,經過ISO12233規範引薦的超分辨率算法計算。 MTF的傅裏葉變換的導數均勻邊緣(絕對值)。是間隔的函數。

MTF

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

從 MTF 或者均勻邊緣演化的參數

MTF50

空間頻率降落到50%時的頻率時的低頻數據。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). 當這個次第有變時,需求思索噪點的影響。

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

相關於MTF50的間隔長度,通常十分接近於 R1090  LMTF (pixels) = 1/(2*MTF50 (C/P) ).

 

Image Stabilization 的剖析結果

 Image Stabilization 模塊的主要目的是計算翻開OIS功用時,明晰度的改良。所以在計算時必需思索幾個問題

比擬結果隻顯現OIS的效果,所以未顫動圖像的糢糊必需從去除。

翻開或關閉OIS功用的圖像代表了顫動的效果,所以需求選擇明晰度最差的圖像。

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

 

名詞定義

LMTF (L_MTF) 這個參數是一個間隔的函數與R1090的相關性較好。還記得MTF是傅裏葉變換的模數嗎(絕對值),意味著相位信息曾經去除了。關於顫動的圖像來說,可能在邊緣產生顯著的不規律現象(不對稱,斜梯等),可能使R1090 或R2080扭曲,運用它們牢靠性降落。這些不規律是邊緣相位的一局部,對MTF的影響有限。下圖顯現了這樣一個邊緣。

LMTF = 1/(2*MTF50) (當MTF 的單位為Cycles/Pixel時). (LMTF = 1/MTF50 當 MTF 的單位為 LW/PH.時) ,在下圖中, LMTF = 1/(2*0.0399) = 12.5 pixels, 與R1090的數據十分接近。但有時也會有例外。

 

 

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

 

總結— LMTF (而不是 R1090 or R1080) 參數更合適於計算防抖效果,當然上圖中也給出了一切數據。

 

顫動和未顫動邊緣間隔

從NoS, Shake, and OIS 三類圖中得到的邊緣長度計算 (R1090, R2080, and L_MTF) 數據曾經足夠闡明防抖效果。但是還能夠得到以下圖表。

以下是18個邊緣的比擬結果。

邊緣的比擬結果圖

紅色加亮區域的剖析結果

以上表格包括了一切的從一個邊緣得到的OIS Gain數據,(由 L_MTF, R1090, 和 R1080演算而來。

以下圖表包括了多個區域的剖析結果。多個邊緣的均勻的OIS gain數據能夠顯現為在3D圖表中。能夠切換選擇隻顯現程度邊緣,隻顯現垂直邊緣或同時顯現。

 

多個區域的剖析結果圖
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.

 

3D圖表的顯現圖
3D plot of OIS_gain_L_MTF_div_dB (the preferred result)

 

點擊 Save data.保管數據按鈕能夠將結果保管為CSV 數據。以下是數聽說明

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) 日本照相機與圖像產品協會發布了一個草案標準。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 的標準有些不同,後者有著比擬明顯的缺陷。

Imatest 運用SFRplus測試卡,而 CIPA運用高反差的棋盤圖加上中間黑框內的靜態水果圖像,CIPA的測試卡運用完整垂直和程度邊緣,反差超越20:1,容易產生過飽和的狀況,從而影像丈量精度。 而SFRplus測試卡固然能夠製造成不同的反差,但芭乐app下载的引薦運用4:1的反差,這也是ISO12233:2014規範的標準。

DC-X011 規範沒有提及MTF。MTF在圖像行業中用於丈量明晰度曾經用了幾十年,而DC-X011隻是采用了10-90% 邊緣上升間隔這個參數,相比擬而言穩定性較差。 完整垂直或程度的邊緣也容易產生相位取樣錯誤,這也是為什麽2014版的ISO12233規範采用了5度斜邊做為測試圖案的緣由。另外CIPA規範請求拍攝的圖像過於多,例如不顫動的圖像需求有10張(§4-4-1),而並沒有闡明取最好、最壞還是均勻值。對斜邊測試卡來說,正常的拍攝隻需求一張即可。

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