imatest软件的学习 及使用

Imatest测试报告

使用imatest软件来分析摄像头拍摄的照片，来验证摄像头的各个参数指标。

测试项目：色彩饱和度，白平衡，噪点，色散，MTF50，线条分辨率，视场角，对比度，动态范围，畸变，杂光，鬼影，色斑，对焦程度。

Colorcheck:这是最常要求分析的项目，其主要分析色彩饱和度，白平衡，色彩还原，噪声。

使用的chart是24色卡，在环境为D65光源的情况下，距离约为5cm,对色卡进行拍照，并且导入imatest进行测试。注意：图像如果畸变严重，为保证chart全部包含在里面需要，用软件shiftN进行畸变矫正

Colorcheck测试过程：

第一步：选中colorcheck

第二步：在灯箱内使用摄像头拍摄，照片截取要求：保存为bmp格式，并且通过画图软件截取图片，图片要尽量全部框住。

第三步：使用imatest框住色卡，微调后，点击yes,continus

第四步：点击OK，即可分析数据

第五步：分析测试结果

正方形是由上述ColorChecker参考设置设置的理想（a*，b *）ColorChecker值。 圆形是实际测量的ColorChecker的（a *，b*）值。两者的距离代表各色系的偏移值。

其中横坐标a*，纵坐标b*,为颜色空间lab中对应的a,b,Lab色彩空间是颜色-对立空间，带有维度L表示亮度，a和b表示颜色对立维度。Lab空间可以通过rgb三个数值进行矩阵的换算得到对应的lab。a负值指示绿色而正值指示品红,b负值指示蓝色而正值指示黄色。

 

1)    Meancamera chroma(saturation): 平均相机色度（％）是相机颜色的平均色度除以理想的Colorchecker颜色的平均色度，以百分比表示。

公式为：100% mean((a[i]* + b[i]* ^2)^1/2 ) / mean((a[i]* ideal^2 + b[i]*ideal^2)^1/2 ) =54.26%

单色的色度是其与原点的距离，C[i] =（a[i ]* 2 + b[i] * 2）^1/2。

饱和度越高颜色越鲜艳。

2)   ΔC*ab(uncorr)=

平均值21.8，最大值44.9

3)    在corr模式下 chroma corr考虑到了saturation的影响的修正值。

饱和度校正公式：a [i] * (corr)=100*a [i] */sat;

                              b [i](c*orr)=100*b [i] */sat;

                              C[i](corr) =（a[i ](corr)* ^2 + b[i](corr)* ^2）^1/2

                             ΔC(corr)=|C[i]corr-C[i]ideal|

                                    =((a[i]*(corr)-a[i]*ideal)^2+(a[i]*(corr)-a[i]*ideal)^2)^1/2

平均值为20.2，最大值，54.5

4)    总色差：加上明度差后:

平均值37.6，最大值55.8

其中ΔC，ΔE表示色彩正确度误差，一般而言值越小表示越接近真实颜色，也表示摄像模组的颜色误差越小，颜色越好。

标准：

       根据色彩还原的标准，我们的色差偏差较大

为验证白平衡，对24色卡的19-24灰阶分析

通常情况下：对色卡21，22两个色块进行分析，白平衡和HSV颜色空间的S通道有关，S分别为0.046，0.074，数值越小表示白平衡越好。其中蓝色部分的数据代表光源的色温，其中色温也会影响WhiteBalance的表现。

像素为0.3M要求D65/CWF/TL84，21/22格S<0.1，A光<0.15;

    1.3M～2M要求D65/CWF/TL84，21/22格     S<0.1，A光0.12;

    3M以上要求D65/CWF/TL84，21/22格  S<0.08，A光0.1

对19-24色块进行分析，根据图像得到RGBY的平均噪声，其中主要看Y的平均噪声为1.77%，噪点较大。导致早点的情况有很多，拍照的时候有时会出现有时又不会，如水波纹就是一种时间噪点，造成噪点搞得原因有很多，可能是电路设计不良，或者是电磁波的干扰。噪点越小越好。

如下步骤可以获取色彩还原的矩阵：

第一步：选择Multicharts

第二步：选择Read image file，选择24色卡的图片

第三步：框住色卡的全部，并且调整正方形，使之在chart的内部。

第四步：选择yes,continue,然后点击settings

第五步：选择color matrix，然后点击ok

第六步：选择correction matrix

SFR:主要是测试MTF50,用来测试摄像头的解析度测量斜边缘的锐度，区域手动选择，测量色差和噪声。SFR测试需要对chart的每一个黑快进行测试。

使用的chart是iso12233，在环境为D65光源的情况下，距离约为5cm,对chart进行拍照，并且导入imatest进行测试。注意：图像如果畸变严重，为保证chart全部包含在里面需要，用软件shiftN进行畸变矫正

SFR测试过程：

第一步：选择SFR:New file

第二步：选择斜边，黑到白或者白道黑均可

第三步：选择yes,continue ，然后点击ok即可

第五步：分析结果

图中：MTF50=0.239Cy/Pxl=515.6LW/PH,

MTF50一般在0.2 Cy/Pxl-0.4Cy/Pxl左右最佳，只有MTF50>0.1 Cy/Pxl,才表示对焦

色散主要查看图中的CA(area)=0.409,其中色散控制在0-0.5左右为最佳。

分辨率

目测线条分辨率：

拍摄iso12233测试卡上的线条，用肉眼观察线条，然后对应刻度，如对应6，则分辨率为600。这个线条imatest不可用，可用其他软件iSeetest等进行测试。

imatest软件测试分辨率：使用的chart是logfrequency chart，在环境为D65光源的情况下，距离约为5cm,对chart进行拍照，并且导入imatest进行测试。注意：图像如果畸变严重，为保证chart全部包含在里面需要，用软件shiftN进行畸变矫正

第一步：拍摄iso12233测试卡中央底部的位置

第二步：选择Rescharts

第二步：对线条进行截取

第三步:选择yes,continue,选择log frequency(simple)

第四步：框出分析范围，点击ok

测到测试卡的分辨率为1320

Distortion:为畸变扭曲这是摄像头内部镜片造成的，使用的chart是畸变测试卡，在环境为D65光源的情况下，距离约为5cm,对chart进行拍照，并且导入imatest进行测试。

第一步：选择Distortion

第二步：拍摄畸变测试卡

此镜头畸变较为严重，和imatest软件原有的线条很难匹配。

实验数据较大

若经过畸变软件进行畸变矫正，

视场角：将卡片放在光箱中，使用相机进行拍摄。测出卡片的长W和宽H，以及摄像组到标版的距离L。

视场角有计算公式：

                                   

此结果可能存在误差：实验测得W=8cm,H=4cm,L=5cm

                                    测得 ，视场角测得80度

Stepchart:可以测试动态范围，以及对比度

第一步：选择stepchart

第二步：拍摄20阶灰度测试卡

第三步：框住灰阶测试卡

第四步：测试结果

根据得到的excel表格：

计算对比度=（最高亮度-最低亮度）/255

对比度最好要>20%.

平均亮度：有两种表示，一是将所有亮度相加除以20；另一种是取中间阶亮度再加上前后阶亮度做平均；这两个值越接近越好。

灰阶分辨率：前一灰阶亮度减下一灰阶亮度必须大于8，并且有任一阶小于0，如：240.3-221.2=19.1>8，计算出所有大于8的个数，所取得的个数就是可区分级数。建议大于 13个

Light fall off:测试手法和测试环境：

1、色温，亮度都均匀的发光面板。

2、模组靠近发光面板，保持在1cm以内，并尽可能排除外部其他光源干扰。

18%度测试卡:

第一步：选择Light fall off

•Corners：中心点与边缘四角的均一度比较

•Sdes：中央与边缘四边的均一度比较

•一般要求corners/sides>80%，越大越好

此功能用来测试shading色斑，亮度的均一性

杂光鬼影：需要黑色帘子，用不同角度逆光拍摄，肉眼观察是否会产生异常的亮光映像。对着光源拍摄时，若有明显羽状光芒，判定为杂光。

若有明显可随着镜头位置变换而移动的光斑存在，则被判定为有鬼影。

AutoFocus

近焦测试：将印满5号字体的A4纸置于灯箱正面中心，调节摄像模组位置，使摄像模组距离A4纸10cm，并正对A4纸中心，待图像稳定后进行自动对焦拍摄。

中焦50cm：选择合适ISO12233标板，调节摄像模组位置，使摄像模组距离标板50cm，待图像稳定后进行自动对焦拍摄。

远焦150cm测试：方法同中焦。

每种距离下各测试5次。

判定标准：肉眼观察所拍摄的5次照片的中心及边缘区域，是否存在不清晰，且5张照片清晰程度有明显差异。