系列文章目录

相机图像质量研究(1)Camera成像流程介绍

相机图像质量研究(2)ISP专用平台调优介绍

相机图像质量研究(3)图像质量测试介绍

相机图像质量研究(4)常见问题总结:光学结构对成像的影响--焦距

相机图像质量研究(5)常见问题总结:光学结构对成像的影响--景深

相机图像质量研究(6)常见问题总结:光学结构对成像的影响--对焦距离

相机图像质量研究(7)常见问题总结:光学结构对成像的影响--镜片固化

相机图像质量研究(8)常见问题总结:光学结构对成像的影响--工厂调焦

相机图像质量研究(9)常见问题总结:光学结构对成像的影响--工厂镜头组装

相机图像质量研究(10)常见问题总结:光学结构对成像的影响--光圈

相机图像质量研究(11)常见问题总结:光学结构对成像的影响--像差

相机图像质量研究(12)常见问题总结:光学结构对成像的影响--炫光

相机图像质量研究(13)常见问题总结:光学结构对成像的影响--鬼影

相机图像质量研究(14)常见问题总结:光学结构对成像的影响--伪像

相机图像质量研究(15)常见问题总结:光学结构对成像的影响--暗角

相机图像质量研究(16)常见问题总结:光学结构对成像的影响--IRCUT

相机图像质量研究(17)常见问题总结:CMOS期间对成像的影响--靶面尺寸

相机图像质量研究(18)常见问题总结:CMOS期间对成像的影响--CFA

相机图像质量研究(19)常见问题总结:CMOS期间对成像的影响--Sensor Noise

相机图像质量研究(20)常见问题总结:CMOS期间对成像的影响--全局快门/卷帘快门

相机图像质量研究(21)常见问题总结:CMOS期间对成像的影响--隔行扫描/逐行扫描

相机图像质量研究(22)常见问题总结:CMOS期间对成像的影响--光学串扰

相机图像质量研究(23)常见问题总结:CMOS期间对成像的影响--紫晕

相机图像质量研究(24)常见问题总结:CMOS期间对成像的影响--摩尔纹

相机图像质量研究(25)常见问题总结:CMOS期间对成像的影响--过曝、欠曝

相机图像质量研究(26)常见问题总结:CMOS期间对成像的影响--坏点

相机图像质量研究(27)常见问题总结:补光灯以及遮光罩对成像的影响--遮光罩

相机图像质量研究(28)常见问题总结:补光灯以及遮光罩对成像的影响--补光灯

相机图像质量研究(29)常见问题总结:图像处理对成像的影响--图像插值Demosaic

相机图像质量研究(30)常见问题总结:图像处理对成像的影响--重影

相机图像质量研究(31)常见问题总结:图像处理对成像的影响--图像差

相机图像质量研究(32)常见问题总结:图像处理对成像的影响--振铃效应

相机图像质量研究(33)常见问题总结:图像处理对成像的影响--锯齿

相机图像质量研究(34)常见问题总结:图像处理对成像的影响--拖影

相机图像质量研究(35)常见问题总结:图像处理对成像的影响--运动噪声

相机图像质量研究(36)常见问题总结:编解码对成像的影响--块效应

相机图像质量研究(37)常见问题总结:编解码对成像的影响--条带效应

相机图像质量研究(38)常见问题总结:编解码对成像的影响--呼吸效应

相机图像质量研究(39)常见问题总结:编解码对成像的影响--运动模糊

相机图像质量研究(40)常见问题总结:显示器对成像的影响--画面泛白


目录

目录

系列文章目录

前言

一、图像质量客观评价参数

二、图像质量主观评价维


前言

Camera图像质量需要通过一定的方法衡量,为了保证图像质量满足规格,一般有客观参数和主观评价两个方面进行衡量。


一、图像质量客观评价参数

客观图像质量评估方法主要通过仪器仪表测量出具体的数据,然后与标准进行对比,从而判断图像质量的好坏,目前主流的图像质量客观参数包含:解析度,色彩还原,白平衡,饱和度,灰阶,色度,信噪比,畸变,色散,最低照度。

下面是工作中总结的可以用客观参数衡量的维度。

类别项目子项目设备形态标准制定厂家评测标准测试图卡/图片
ISP客观1、解析度1、普通枪机:光圈F2.2/F2.0,焦距4m
AI枪机:光圈F1.6,6mm
2、需要对好焦再测试,对焦距离为iso12233图卡占满图像的距离。
电信

测试要求: 使用D65光源,照度均匀,数值600±200lux

测试标准 建议值:1、选用 MTF50 的数值为参考标准:

200万像素 中心≥900LW/PH 边角≥600LW/PH
300万像素 中心≥1100LW/PH 边角≥800LW/PH
400万像素 中心≥1200LW/PH 边角≥900LW/PH

移动要求:6500K光源色温

判据:摄像机输出图像的中心水平分辨力不低于标称值,边缘水平分辨力不应低于中心水平分辨力的70% (线数以窄边像素*0.9为准)。

自定义

测试要求: 使用D65光源,照度均匀
测试标准 建议值:1、选用 MTF50 的数值为参考标准:

环境1: 全彩 H265+H264 1000lux±100lux,
300万像素 中心≥1100LW/PH 边角≥800LW/PH
400万像素 中心≥1200LW/PH 边角≥900LW/PH

环境2: 全彩 H265 600lux±100lux
300万像素 中心≥1100LW/PH 边角≥800LW/PH
400万像素 中心≥1200LW/PH 边角≥900LW/PH

环境3: 全彩 H26550lux±10lux
300万像素 中心≥1000LW/PH 边角≥700LW/PH
400万像素 中心≥1100LW/PH 边角≥800LW/PH

环境4:全彩+黑白 H265 1lux±0.2lux
300万像素 中心≥800LW/PH 边角≥560LW/PH
400万像素 中心≥900LW/PH 边角≥700LW/PH

2、色彩还原度1、普通枪机:光圈F2.2/F2.0,焦距4m
AI枪机:光圈F1.6,6mm
2、需要保证灯箱内壁是标准N5中性灰
3、灯箱色温误差小于200K
电信

测试要求: 使用D65光源,照度均匀,数值600±200lux
保证色卡占整张画面的1/3~1/2比例;

测试标准 ΔC数值越小,色彩还原度越高。
建议值:ΔCmean<6
ΔEmean<12

移动要求:按照GA/T1127中的方法进行检验。

判据:对彩色图卡中每个色块的色彩还原误差平均值不超过15(6500K光源),白灰黑色块最大值不超过35(6500K光源), CIE L*a*b* 色彩误差单位。

自定义

测试要求: 使用D65光源,照度均匀
保证色卡占整张画面的1/3~1/2比例;
测试标准ΔC数值越小,色彩还原度越高。

环境1:全彩 600±100lux
Imatest:ΔCmean<6
ΔEmean<12
IQAnalyzer:ΔEmean<15
ΔEmax<35

环境2:全彩 50±10lux
Imatest:ΔCmean<10
ΔEmean<15

环境3:全彩 1±0.2lux
Imatest:ΔCmean<15
ΔEmean<20

3、白平衡1、普通枪机:光圈F2.2/F2.0,焦距4m
AI枪机:光圈F1.6,6mm
2、需要保证灯箱内壁是标准N5中性灰
3、灯箱色温误差小于200K
电信测试要求: 使用D65光源,照度均匀,数值600±200lux
色卡占整张画面的1/3~1/2比例;

测试标准: ΔC数值越小,白平衡效果越好
参考值:ΔCmean<4
S<0.10

自定义测试要求:
色卡占整张画面的1/3~1/2比例;

测试标准: ΔC数值越小,白平衡效果越好

环境1:全彩 600±100lux,使用D65、D50,TL84光源,照度均匀,
D65:ΔCmean<4,S<0.10
D50,TL84:ΔCmean<6,S<0.10

环境2:全彩 50±10lux,使用D65、D50,TL84光源,照度均匀,
D65:ΔCmean<4,S<0.10
D50,TL84:ΔCmean<6.4,S<0.10

环境3:全彩 1±0.2lux,使用D65光源,照度均匀,
ΔCmean<6,S<0.15

4、灰阶1、普通枪机:光圈F2.2/F2.0,焦距4m
AI枪机:光圈F1.6,6mm
电信测试要求:使用D65光源,照度均匀,数值600±200lux。

测试标准 白皮书要求:阶数>14
建议值:阶数>16

移动

判据:最大亮度鉴别等级应≧10级.

自定义测试要求:使用D65光源,照度均匀

环境1:全彩 600±100lux
测试标准
Imatest:阶数>18
人眼:阶数>16

环境2:全彩 50±10lux
测试标准
Imatest:阶数>16
人眼:阶数>14

环境3:全彩+黑白 1±0.2lux
测试标准
Imatest:阶数>14
人眼:阶数>12

5、信噪比1、普通枪机:光圈F2.2/F2.0,焦距4m
AI枪机:光圈F1.6,6mm
2、需要保证灯箱内壁是标准N5中性灰
3、灯箱色温误差小于200K
电信测试要求 :使用D65光源,照度均匀,数值600±200lux
色卡占整张画面的1/3~1/2比例;
Noise display设置为Pixel SNR(dB)(20*log10(S/N));

测试标准 R>41dB;G>41dB;B>41dB;Y>41dB

自定义测试要求 :使用D65光源,照度均匀
色卡占整张画面的1/3~1/2比例;
Noise display设置为Pixel SNR(dB)(20*log10(S/N));

环境1:全彩 600±100lux
测试标准 R>42dB;G>42dB;B>42dB;Y>42dB

环境2:全彩 50±10lux
测试标准 R>42dB;G>42dB;B>42dB;Y>42dB

环境3:全彩 1±0.2lux
测试标准 R>40dB;G>40dB;B>40dB;Y>40dB

6、畸变1、普通枪机:光圈F2.2/F2.0,焦距4m电信

测试要求: 使用D65光源,照度均匀,数值600±200lux

测试标准 建议值:distortion <20%
备注 当前测试两款AI设备,中兴畸变:9.21%、旷视畸变:18.383%。

自定义测试要求: 使用D65光源,照度均匀,

环境1:数值600±100lux
distortion <20%

7、AE/AWB稳定性1、普通枪机:光圈F2.2/F2.0,焦距4m
AI枪机:光圈F1.6,6mm
电信环境:D65光源,照度均匀,数值600±100lux
标准:画面恢复正常的时间≤1秒;
移动
自定义环境:D65光源,照度均匀

环境1:全彩 600±100lux
标准:遮挡画面恢复正常的时间≤1秒;
画面恢复后白平衡正常,无块效应或拖影现象。

环境2:黑白1±0.2lux
标准:遮挡画面恢复正常的时间≤1秒;

云台机
8、色散1、普通枪机:光圈F2.2/F2.0,焦距4m
AI枪机:光圈F1.6,6mm
2、需要对好焦再测试,对焦距离为iso12233图卡占满图像的距离。
电信

测试预置条件: 1)灯箱:D65光源,且保证光线照度为600 Lux

测试步骤: 1)设置终端采用H.265 CBR编码;
2)将SFR Chart置于灯箱中,调节camera的位置,测试距离1米进行拍摄;
3)Imatest 分析CA值(色散);

预期结果: CA值≤1.5

移动
自定义

测试预置条件: 1)灯箱:D65光源

环境1:全彩 600±100lux
预期结果: CA值≤0.5

环境2:全彩 50±10lux
预期结果: CA值≤1

环境3:全彩 1±0.2lux
预期结果: CA值≤1.5

9、亮度均一性1、普通枪机:光圈F2.2/F2.0,焦距4m
AI枪机:光圈F1.6,6mm
2、需要对好焦再测试,对焦距离为iso12233图卡占满图像的距离。
电信测试要求: 照度 600±200lux
色温5500±500k

测试标准 建议值:输出图像画面周边亮度平均值相对于中心亮度平均值之比应大于60%

移动
自定义测试要求: 色温D65

环境1:全彩 600±200lux
测试标准:输出图像画面周边亮度平均值相对于中心亮度平均值之比应大于60%

10、纹理1、普通枪机:光圈F2.2/F2.0,焦距4m
AI枪机:光圈F1.6,6mm
2、需要对好焦再测试,对焦距离为iso12233图卡占满图像的距离。
电信测试要求: 使用D65光源,照度均匀,数值600±200lux

测试标准 MTF50>400LW/PH
备注 厂商均无该指标参考值,80%设备达到参考值

移动
自定义测试要求: 使用D65光源,照度均匀

环境1:全彩 600±100lux
测试标准 MTF50>400LW/PH

环境2:全彩 50±10lux
测试标准 MTF50>400LW/PH

环境3:全彩 1±0.2lux
测试标准 MTF50>200LW/PH

11、视场角1、普通枪机:光圈F2.2/F2.0,焦距4m电信
移动
自定义测试要求: 使用D65光源,照度均匀

测试标准:枪机水平视场角>60°

12、色彩饱和度1、普通枪机:光圈F2.2/F2.0,焦距4m
AI枪机:光圈F1.6,6mm
2、需要保证灯箱内壁是标准N5中性灰
3、灯箱色温误差小于200K
电信
移动
自定义测试要求: 使用D65光源,照度均匀

环境1:全彩 600±100lux
测试标准Saturation≥110%
Saturation≤125%

环境2:全彩 50±10lux
测试标准 Saturation≥95%
Saturation≤120%

环境3:全彩 1±0.2lux
测试标准 Saturation≥80%
Saturation≤120%

13、动态范围1、普通枪机:光圈F2.2/F2.0,焦距4m
AI枪机:光圈F1.6,6mm
电信
移动
自定义测试要求: 使用D65光源,照度均匀

环境1:全彩 600±100lux
测试标准 Dynamiac Range≥35dB

环境2:全彩 50±10lux
测试标准 Dynamiac Range≥35dB

环境3:全彩+黑白 1±0.2lux
测试标准 Dynamiac Range≥35dB

14、最低照度1、普通枪机:光圈F2.2/F2.0,焦距4m
AI枪机:光圈F1.6,6mm
电信
移动要求:将灰阶测试卡放置在测试卡位置;调整摄像机位置,让灰阶卡充满画面的中心,无其他阴影;将镜头光圈开到最大,通过客户端将快门和增益设置为最大值;调节光源,降低暗室环境光亮度,直至输出图像的分辨率不低于标称亮度下分辨率的70%;通过照度计读出此时的最低照度值。
判据:应符合产品标称的技术参数要求.

自定义测试要求: 使用D65光源,照度均匀

测试标准 最低照度≤1lux

15、拖影1、普通枪机:光圈F2.2/F2.0,焦距4m
AI枪机:光圈F1.6,
电信
移动
自定义测试要求: 使用D65光源,照度均匀,sensor帧率为20fps/25fps

环境1:全彩 600±100lux
拖影消失时间≤1帧

环境2:全彩 50±10lux
拖影消失时间≤5帧

环境3:全彩+黑白 1±0.2lux
拖影消失时间≤20帧

16、锐度1、普通枪机:光圈F2.2/F2.0,焦距4m
AI枪机:光圈F1.6,6mm
电信
移动测试要求: 使用D65光源,照度均匀

环境1:全彩 中心 600±100lux
overshoot≤50%

环境2:全彩 中心 50±10lux
overshoot≤50%

环境3:全彩+黑白 中心 1±0.2lux
overshoot≤50%

17、对比度1、普通枪机:光圈F2.2/F2.0,焦距4m
AI枪机:光圈F1.6,6mm
电信
移动
自定义测试要求: 使用D65光源,照度均匀

环境1:全彩 600±100lux
亮区对比度≥40%
暗区对比度≥25%

环境2:全彩 50±10lux
亮区对比度≥40%
暗区对比度≥25%

环境3:全彩+黑白 1±0.2lux
亮区对比度≥30%
暗区对比度≥25%

18、过曝欠曝抑制能力1、普通枪机:光圈F2.2/F2.0,焦距4m
AI枪机:光圈F1.6,6mm
电信
移动
自定义测试要求: 使用D65光源,照度均匀

环境1: 600±100lux
过曝灰阶数≤4
欠曝灰阶数≤24

环境2:全彩 50±10lux
过曝灰阶数≤4
欠曝灰阶数≤24

环境3:全彩+黑白 1±0.2lux
过曝灰阶数≤4
欠曝灰阶数≤24

19、运动物体清晰度1、普通枪机:光圈F2.2/F2.0,焦距4m
AI枪机:光圈F1.6,6mm
电信
移动
自定义测试要求: 使用D65光源,照度均匀
环境1:全彩 200±20lux,0.5m/s,相距3m
视力表≥4.0
环境2:全彩+黑白1±0.2lux,0.5m/s,相距3m
视力表≥4.0
20、抗炫光能力1、普通枪机:光圈F2.2/F2.0,焦距4m
AI枪机:光圈F1.6,6mm
电信
移动
自定义测试要求: 使用D65光源,照度均匀

600lux±100lux
对比度 ≥ 70%

21、视力表清晰度1、普通枪机:光圈F2.2/F2.0,焦距4m电信
移动
自定义测试要求: 使用D65光源,照度均匀

环境1:全彩 600±100lux
视力表
400w≥4.6
300w≥4.5

环境2:全彩 50±10lux
400w≥4.6
300w≥4.5

环境3:全彩+黑白 1±0.2lux
400w≥4.4
300w≥4.3

22、白平衡抗干扰能力1、普通枪机:光圈F2.2/F2.0,焦距4m
AI枪机:光圈F1.6,6mm
电信
移动
自定义测试要求: 使用D65光源,照度均匀,600±100lux

全彩 600lux±100lux
W Bal△Cmean ≤ 8
W Bal△Cmax ≤ 20

23、噪声1、普通枪机:光圈F2.2/F2.0,焦距4m
AI枪机:光圈F1.6,6mm
电信
移动
自定义测试要求: 使用D65光源,照度均匀

1、全彩 600lux±100lux Noise Y≤ 0.5%
2、全彩 50lux±100lux Noise Y≤ 0.5%
3、全彩+黑白 1lux±0.2lux Noise Y≤ 1%
4、全彩+黑白 0.2lux±0.1lux Noise Y≤ 5%

24、抗频闪能力1、普通枪机:光圈F2.2/F2.0,焦距4m
AI枪机:光圈F1.6,6mm
电信
移动
自定义测试要求: 使用D65光源,照度均匀

全彩 频闪失效照度≥100lux

二、图像质量主观评价维度

图像主观评价维度是从人眼的角度,主观评价一幅图像的好坏。之所以要用人眼评价是因为人眼是接收图像的最终载体,而人因此大量的平均的主观评价问问是最为准确的,只是实际工程实践当中大量评价耗时费力,因此往往只进行少量人数的主观评价,验证前面主观评价的结果

评价场景:人物场景,静物场景,远景场景,宽动态场景,低照度场景,红外场景,复杂纹理场景,运动场景,光线变化场景,强光场景,大面积单色场景。

评价维度:强光抑制和弱光补强,紫边,光晕,色散,色彩还原,清晰度,通透性,清晰度。


总结

本节讲了相机图像质量评估方法,凭借这些方法能够较为客观的评价图像质量的好坏。