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Imatest軟件檢測圖像的穩(wěn)定性和比擬明晰度
Imatest軟件中有一個模塊特地用于檢測圖像的穩(wěn)定性和比擬明晰度，此模塊是SFRplus的后處置模塊。
光學(xué)圖像穩(wěn)定性（也簡稱IS或OIS）能夠經(jīng)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(fā)作顫動時拍攝的圖像（Unshaken）.
2.第二張是發(fā)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(guān)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(shè)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(fā)作顫動時，翻開防抖功用停止拍攝的圖像。
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標準 SFRplus?測試卡 |
特殊的?SFRplus?測試卡，深灰塊的間距較大， 用于順應(yīng)較大范圍的顫動 |
不顫動的圖像只需求一張，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(qū)域的MTF數(shù)據(jù)，Image Stabilization/Sharpness Compare?功用能夠生成全圖像的比擬結(jié)果。
Image Stabilization/Sharpness Compare?輸入的數(shù)據(jù)是兩個或三個JSON格式的文件，該文件由SFRplus模塊生成。
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功用比擬：以下兩個功用都能夠比擬不同圖像的明晰度 |
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MTF Compare |
能夠比擬由SFR、SFRplus、eSFR?ISO模塊生成的CSV結(jié)果文件。能夠比擬每個斜邊。顯現(xiàn)兩張圖像的MTF比照，（A/B)或(B/A)。 |
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OIS/Image?CompareImageStabilization/ Sharpness Compare |
僅用于SFRplus模塊。輸入數(shù)據(jù)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(qū)域必需相同。運用三張圖像來計算OIS的有效性。 |
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Batchview |
Batchview批處置功用能夠用于SFR,?SFRplus和?eSFR ISO模塊，能夠用于比擬多個圖像之間的差別，并將結(jié)果保管為root file_sfrbatch.csv。? |
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1. 首先拍攝圖像。光照條件十分重要，由于它會影響快門速度，所以必需要有很好的平均光照，并且測試卡上沒有反光。相機應(yīng)安放于一個模仿振動的平臺，至少能夠產(chǎn)生程度和俯仰旋轉(zhuǎn)運動。在翻開和關(guān)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，并排序所選的圖像。
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另外，在SFRplust?模塊中也能夠選擇Combine files for signal averaging功用得到均勻值。 |
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在?SFRplus模塊中比擬兩張或三張圖像時，ROI區(qū)域選擇必需分歧。右圖所顯現(xiàn)的5個程度和5個垂直區(qū)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(qū)域也是支持的 |
SFRplus?區(qū)域選擇 |
ROI范圍選擇Wider?(或?Widest)，?Smooth for OIS選項引薦選擇，由于防抖時邊緣可能十分含糊糊。
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?在SFRplus設(shè)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，以用于剖析析防抖效果。?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(zhuǎn)Image Stabilization?模塊。將顯現(xiàn)以下窗口。
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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. 然后點擊上圖中的Calulate按鈕，計算結(jié)果。
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用于定義?Image Stabilization參數(shù)的名詞 |
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。NoS |
NO Shake的簡寫，代表不顫動的圖像 |
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Shake |
顫動并關(guān)閉OIS時拍攝的圖像 |
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OIS |
顫動并翻開OIS時拍攝的圖像 |
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剖析結(jié)果 |
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Average edge |
均勻邊緣散布函數(shù)，經(jīng)過ISO12233規(guī)范引薦的超分辨率算法計算。?MTF的傅里葉變換的導(dǎo)數(shù)均勻邊緣（絕對值）。是間隔的函數(shù)。 |
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MTF |
Modulation Transfer Function = Spatial Frequency Response.?是空間頻率的函數(shù)。 |
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從?MTF?或者均勻邊緣演化的參數(shù) |
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MTF50 |
空間頻率降落到50%時的頻率時的低頻數(shù)據(jù)。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。 |
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R1090 |
代表10-90%?均勻邊緣上升間隔 |
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R2080 |
代表20-80%?均勻邊緣上升間隔. |
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LMTF |
相關(guān)于MTF50的間隔長度，通常十分接近于?R1090??LMTF?(pixels) = 1/(2*MTF50 (C/P) ). |
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Image Stabilization?的剖析結(jié)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(jié)果只顯現(xiàn)OIS的效果，所以未顫動圖像的糢糊必需從去除。
?翻開或關(guān)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(jié)果主要是MTF的比擬，其它的參數(shù)則從此演化而來。以下是剖析結(jié)果的解釋。
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名詞定義
LMTF (L_MTF)?這個參數(shù)是一個間隔的函數(shù)與R1090的相關(guān)性較好。還記得MTF是傅里葉變換的模數(shù)嗎（絕對值），意味著相位信息曾經(jīng)去除了。關(guān)于顫動的圖像來說，可能在邊緣產(chǎn)生顯著的不規(guī)律現(xiàn)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(guī)律是邊緣相位的一局部，對MTF的影響有限。下圖顯現(xiàn)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(shù)據(jù)十分接近。但有時也會有例外。
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總結(jié)—?LMTF?(而不是?R1090 or R1080)?參數(shù)更合適于計算防抖效果，當然上圖中也給出了一切數(shù)據(jù)。
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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(shù)據(jù)曾經(jīng)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(jié)果。
紅色加亮區(qū)域的剖析結(jié)果
以上表格包括了一切的從一個邊緣得到的OIS Gain數(shù)據(jù)，(由?L_MTF, R1090,?和?R1080演算而來。
以下圖表包括了多個區(qū)域的剖析結(jié)果。多個邊緣的均勻的OIS gain數(shù)據(jù)能夠顯現(xiàn)為在3D圖表中。能夠切換選擇只顯現(xiàn)程度邊緣，只顯現(xiàn)垂直邊緣或同時顯現(xiàn)。
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以下為3D圖表的顯現(xiàn).
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點擊?Save data.保管數(shù)據(jù)按鈕能夠?qū)⒔Y(jié)果保管為CSV?數(shù)據(jù)。以下是數(shù)聽說明
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Input file |
1 |
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Date run |
24-Jan-2013 14:49:02 |
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? |
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Image path |
C:ImatestDataSFRplusMiscImage_Stabilizationnovibes.bmp |
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Title |
novibes.bmp |
? |
? |
? |
? |
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Height?Pxls |
1200 |
Width?Pxls |
1600 |
Regions |
18 |
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(This is repeated for the second and (if included) third files.
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Mean of Vertical edges |
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? |
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? |
? |
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? |
Shake-only |
OIS-only |
Delta |
Fraction |
% |
dB?gain |
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1.?L_MTF_div |
14.4877 |
9.8802 |
4.6075 |
0.6812 |
31.8824 |
3.3568 |
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2. L_MTF_S1 |
11.7326 |
7.4965 |
4.2361 |
0.6333 |
36.6706 |
4.0072 |
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3. L_MTF_S2 |
14.8671 |
10.4262 |
4.4409 |
0.7001 |
29.9929 |
3.1116 |
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4. R1090_S1 |
12.4647 |
7.7476 |
4.7171 |
0.6213 |
37.8658 |
4.14 |
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5. R1090_S2 |
15.6516 |
10.7458 |
4.9058 |
0.6875 |
31.2493 |
3.2607 |
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6. R2080_S1 |
8.074 |
5.1292 |
2.9448 |
0.6354 |
36.4551 |
3.9865 |
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7. R2080_S2 |
10.1915 |
7.1259 |
3.0657 |
0.6998 |
30.0222 |
3.1304 |
(This is repeated for Horizontal and H&V edges.)
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?以下內(nèi)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(chǎn)品協(xié)會發(fā)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，后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(nèi)的靜態(tài)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(chǎn)生過飽和的狀況，從而影像丈量精度。 而SFRplus測試卡固然能夠制造成不同的反差，但我們的引薦運用4：1的反差，這也是ISO12233：2014規(guī)范的標準。
DC-X011?規(guī)范沒有提及MTF。MTF在圖像行業(yè)中用于丈量明晰度曾經(jīng)用了幾十年，而DC-X011只是采用了10-90%?邊緣上升間隔這個參數(shù),相比擬而言穩(wěn)定性較差。 完整垂直或程度的邊緣也容易產(chǎn)生相位取樣錯誤，這也是為什么2014版的ISO12233規(guī)范采用了5度斜邊做為測試圖案的緣由。另外CIPA規(guī)范請求拍攝的圖像過于多，例如不顫動的圖像需求有10張(§4-4-1)，而并沒有闡明取最好、最壞還是均勻值。對斜邊測試卡來說，正常的拍攝只需求一張即可。
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