图像分辨率测试—imatest

一.测试光源环境

1.图卡测试背板选择黑色或者18%灰，减少炫光.。

2.左右反射光源箱以30-50°为最佳照射角度。

二、指标测试—分辨率测试

1.评价镜头的两个重要指标：分辨率和反差.   

①分辨率又称为解析力，解析度，实质镜头再现被拍摄景物细节的能力，镜头分辨率越高，影响越清晰，它的单位 是LP/MM，相邻黑白两条线可以称为一个线对，每毫米能够分辨出的线对数就是分辨率，好比斑马线的细密成都，越密分辨率越高  

②反差又称为明锐度，是镜头鲜明地再现景物中间层次，暗部层次，低反差景纹细节，微弱亮度对比和微妙色彩变化能力，反差高的镜头，其景物成像轮廓鲜明，边缘明锐，反差正常，层次丰富，色彩还原真实细腻     分辨率和反差综合表现，称之为清晰度，一颗分辨率高的镜头不一定能评价出色的镜头，往往有些镜头分辨率并不非常高，但反差相当好，仍不失为一颗好镜头，如图

 

2.成像系统的解析力一直是摄像头最关键的指标之一，目前主流的办法主要有三种TV line检测，MTF检测和SFR检测.   ① TV line主要用于主观测试，也可用Imatest软件直接读取出，用肉眼ISO12233选中的中心以及二周的线对，从低频开始往高频处读，将线条数发生变化的空间频率作为判读的分辨率，喇叭图可用于测量由混淆引起的彩色摩尔纹，这个是无法使用斜边去分析的。 混淆的开始频率（检测到的条数低于到喇叭图总条数以下时的空间频率）不受信号处理的影响（锐化，降噪等），使其可用于比较不同信号处理的相机。该频率在CIPA标准中称为“消失的分辨率” 。

 3. MTF,全称Modulation Transfer Function ，译作“模量传递函数 ”,所谓模量指的就是反差 ，所谓函数就是 “ 一系列 ” 的意思 ， 所谓传递就是“ 变化的过程 ”， 比如经过一个镜头 ， 经过一个酒瓶 ，透过一个窗帘 ，印刷到纸上 ，印到胶片上 ，印到 T恤上 ，甚至印到脸上 ；只要有 “原来的 ”和“后来的 ” 都叫“传递”。名词解释 ，MTF：反差细节经传递后产生的一系列变化.

4.比如：一组原本 600:1 反差的线对 ，经过某些变化 ，变成了下面那排样子 。我们从左往右看 ，第一个变化是 “没有变化 ”，变化后的线对保留了原来线对 100% 的反差 ；第二个变化，变化后的线对反差降低 ，但还是保留了 83%的反差 ，或者说剩下 83%的反差 ；第三个变化保留了 25% ； 第二个保留了 0% ， 即一点反差都不剩了于是，我得到了 4个数字 ：100% 、83% 、25% 、0%。它们分别对应一个 “反差变化 ”的过程 。这些数字 ，就是传说中的 MTF值

5.SFR,（spartial frequency response）空间频率响应， 主要是用于测量随着空间频率的线条增加对单一影像的所造成影响。简言之SFR就是MTF的另外一种测试方法。这种测试方法在很大程度上精简了测试流程。SFR的最终计算是希望得到MTF曲线。SFR它只需要一个黑白的斜边（刀口法），两者计算方法和MTF虽然不同但是在结果上是基本一致的

 6.ISO12233测试卡介绍：

1.主要使用其中的水平方向的J1、K1；垂直方向的J2、K2；倾斜45 度方向的JD、KD 样式              

2.2X,4X,8X测试卡的尺寸                                      、

3.2000线和4000线

6.ISO12233测试卡介绍：

1.SFR测试

2.MTF测试（频率线测试）

3.MTF测试（楔形线测试） 

三、分辨率测试流程

1.测试前准备：ISO 12233 chart,反射光源，色温照度计，专用三角支架。

2.测试环境：D65光源，且保证光线照度为1000lux±100lux，保证ISO12233整个chart表面的亮度值相差小于20%，以最高分辨率为准。

3.测试目的：测试IP Camera分辨率/反差（明锐度）

4.测试步骤：    

步骤1：调节IP camera的驱动参数调试到最佳（一般采用默认参数），IPC相关的参数设置为普通模式，如曝光设为自动等.    

步骤2：将ISO12233Chart垂直固定在墙上  

 步骤3：调节IPC的位置，保证其光轴于chart平面垂直，且使chart的16:9或4:3区域正好落在IPC的预览画面中，如图：

步骤4. 固定IPC，在画面稳定的条件下拍照，手动调整对角共3次，每次抓拍3张图片

步骤5.分析解析度蓝线区域图像，得出解析度值为中心解析度

步骤6，边角解析度的测试方法相同，不同的是调节IPC的预览区域，以达到各个角落解析度的目的，如下

 

垂直刻度可以看出线条大概是8时不会太模糊 所以H_Res=800左右

水平刻度可以看出线条大概是8时不会太模糊 所以V_Res=800左右

 7.分辨率的主要指标（中心位置，水平分辨率）

8.使用Imatest软件亦可以分析出解析度值（MTF值）拍照区域为红色区域，绿色线框中表述的是水平解析度值，紫色线框中表述的事垂直解析度值，中间区域线框中表述的是中心解析度值，其余为各个对应角落的解析度值 绿色--水平MTF,紫色—垂直MTF 

9.点击Imatest主界面，选择SFR自动分析按钮，导入相应图片      选择测试区域，选择黑色和白色交界的区域，一共需要测10次，中间横向，中间纵向，二角的横向纵向，如图1： 中间红色的“+”符号应在灰色和黑色的交界处，可使用左侧功能键作微调，务必使两种颜色在1:1之间，选择“Yes,Continus”进行下一步如图2：

 10.Imatest 5.2设置选项，其中MTF常用单位LW/PH或者C/P，如图. 

 11.结果读取：

1.在表示相机图像解析力时，通常采用 MTF50 或者 MTF50P。MTF50 表示的是 MTF为最大值的 50%（即MTF=0.5）时，对应的空间频率。                    

2.由于在图像拍摄过程中，图像处理模块有可能会对图像进行锐化处理，增加了MTF50的数值，但是图像质量并没有提升，甚至由于边缘出现“Halos”现象，如图1.图像的视觉质量有所下降。，规定 MTF50P 是相机拍摄后的图像的 MTF最大值的 50%对应的空间频率 ，用LW/PH空间频率值来表示，代表着图像可以再现多少细节.

12.上图表示斜边在空间域的显示：一个清晰锐利的没有“Halo”现象（5%-25%）边缘是非常好的， Overshoot低于20%-25%,如图 13.下图表示斜边在频率域中MTF数据的一个变化，在频率域则表现为Nyquist频率以下，MTF50P的数值较高. Nyquist频率能量如果过多，代表可能出现混淆现象或者摩尔纹，如图2。

13.分辨率的主要指标（中心位置，水平分辨率） 

MTF： A类：中心视场的水平，垂直分辨率不低于像高分辨率的65% 边缘分辨率不低于中心水平、垂直分辨率的70% B类：中心视场的水平，垂直分辨率不低于像高分辨率的55% 边缘分辨率不低于中心水平、垂直分辨率的60%

14.题外知识补充： 采样频率的二分之一就成为一个判断信号失真的指标，这个指标称为奈奎斯特极限 （ Nyquist Limit ）， 又称奈奎斯特频率 奈奎斯特极限后会产生伪像 ，还有另外一个产生伪像的本事 MTF曲线在归 0之后，奇迹般地 “触底反弹 ”， 反弹的曲线就是CCD “胡来 ”搞出的莫须有图案 。这样 ，CCD 的MTF 曲线就有两个伪像区 ，一个是奈奎斯特极限后因失真产生的伪像 ，另一个是 CCD 到达分辨率极限后自己 “创造 ”的伪像 。我们在实际画面中看到的伪像，就是这两个伪像区 “ 齐心协力 ” 的结果

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