Camera客观标准测试
Camera客观标准测试
Camera图像效果相关测试项目
解析度Resolution
色彩偏差Color Error/饱和度Saturation
白平衡AWB
信噪比SNR
Shading测试（Lens Shading/Color Shading）
灰阶Gray Scale/动态范围Dynamic Range
曝光偏差Exposure Error
Gamma
Density Range
畸变TV-Distortion
色散Chromatic Aberration
视场角FOV
完成以上测试项目需要的测试设备及软件：
硬件设备：
多光源测试灯箱（可提供D65，TL84，CWF，A，H光等多种光源），色温照度测试计，均匀光源（DNP灯箱，亮度可调），各种测试Chart（包括24色色卡，ISO12233 Chart，21阶灰卡，动态范围测试Chart，18%中性灰卡，畸变测试chart，色散测试chart等），白板（Diffuser）；
一、测试软件
Imatest，Photoshop
二、注意事项
1、拍摄过程中尽量等摄像头的亮度和颜色稳定后再进行拍照，尤其是切换光源后；
2、建议每个模块项的照片都拍两张，便于确认问题；
3、照片尽量拍正，因为照片拍得好坏对测试结果影响很大.
Imatest界面简介
测解析力
直接打开前一
张MTF测试图
色彩还原、饱
和度、白平衡、
信噪比、曝光、
Gamma
灰阶、动态范围灰阶、动
态范围Shading测试
畸变
一、解析度(Resolution)
1.1 测试目的：
测试手机拍照系统的清晰度，包含中心解析度和边角解析度；
1.2 测试设备：
12233 Chart ，色温照度计；
1.3 测试环境：
实验室光线照度为>200Lux。原则上是保持chart表面照度均匀的前提下，尽量让测试环境达到最亮，我们实际调试时为了提高效率，尽量模拟客户的测试环境。
1.4 拍照步骤：
（1）将手机Camera调至sensor实际分辨率，其余拍照菜单保持默认选项（如EV、Flash等）；（2）将12233 Chart垂直固定在墙上；
注：30像素选用1X的Chart，130万和200万像素的选用2 X的Chart，500万像素的选用4 X的Chart，1200万像素以上的项目选用增强型4X Chart.
（3）移动手机的位置，保证手机摄像头的光轴与ISO12233 Chart平面垂直，测MTF值时使ISO12233 Chart中的4：3区域正好落在手机的预览画面中,如下图1红线框所示：
图1
（4）固定手机，待图像稳定后拍照；
（5）测线对时，中心的解析度测试可用上述照片，角落解析度测试需另外拍两张照片。拍照步骤同上，不同的是调节手机预览ISO12233 Chart的区域，具体拍照区域见图2，图3的红色线框区域：
图2
图3
1.5 测试方法
（1）线对读取方法：从低频楔形线对（可以很容易的辩别为5/9条线）开始往高频率开始读，当不能再辩别为5/9条线对的时候，就该处的值为此处的解析度值；
注：一般用人眼去分辨只能读出线对的大概值，也可以使用测线对的软件（如HYRes3_1）测出精确的线对值。
（2）MTF 测试方法： 1）、点击Imatest 主界面
按钮，导入相应图片；
注：利用
Imatest 进行测试时，存放图片的路径中不要出现中文字样，否则计算过程中会卡住，需要重启Imatest 才能继续进行测试。
2）、选择测试区域 如果之前测试过MTF ，选择完测试图片软件会显示上一次测试选中的ROI （Region of Interest ），并提示是否要按上一次的测试区域及设置进行测试，如下所示：
注：Imatest 中出现的Express mode 都是按照上一次的settiing&option 进行测试的意思。
①
②
选择测试区域:点击鼠标左键确定起始点，拖动鼠标确定选择范围，如下所示，
每次选择完测试区域，都可以对ROI 做进一步的微调，出现如下提示窗口：
③
对整个ROI 进行上下左右微调
ROI
单独对ROI 的边缘进行上下左右微调
对ROI 放大显示或正常显示
继续
放弃此次选中的ROI ，重启选择ROI
ROI
3）、设置选项：ROI(单个或多个)确认OK 后，点，会出现如下界面：
以上设置选项若勾选了结果就会显示出来，设置完成后点OK ，会出来一系列你想要的测试结果，并提示如下窗口：
设置MTF 曲线横坐标单位
CA 测试选项
多个区域一起测试时，结果集中显示的单位设置
勾选想要保
存的结果
勾上，点击下方YES 后，结果界面会自动关闭，Imatest 运行需要较大的缓存空间，建议勾上。
结果保存路径
照片信息
4）、结果读取
锐度，客户一般
看overshoot
MTF一般以LW/PH（line
width per picture height）单
位的结果为准
MTF曲线
MTF50意义：MTF值为0.5时对应的空间频率（Cycle/pixel）值；
MTF50P意义：MTF值为曲线峰值一半时对应的空间频率（Cycle/pixel值）；
Cycle/Pixel与LW/PH间的转换公式：LW/PH=2*(Cycle/Pixel)*（Picture Height）
当多个区域一起测试时，可直接从Multi_ROI结果界面读取所有结果，如下所示：
各数值
的意义
CA（Chromatic Aberration）测试结果：
注：CA正规测试是拍摄如下图片，用SFRplus选项进行测试，后面会具体描述。
CA
调试方法：加大边缘降饱和力度。
CA结果，值越大，R/G/B
三根曲线重合率越低，说
明边缘色散越严重
二、色彩偏差（Color Error）、饱和度（Saturation）、白平衡（AWB）测试
2.1 测试目的：
（1）色彩偏差（Color Error）：测试手机摄像头的色彩偏差；
（2）饱和度（Saturation）：测试手机摄像头的色彩饱和程度；
（3）白平衡（AWB）：测试手机摄像头在不同色温环境下对白色的还原能力；
2.2 测试设备：
Macbeth III标准对色灯箱，24色色卡；
2.3 测试环境：
D65、CWF、TL84、A、H五种光源；
2.4 拍照步骤：
（1）将手机Camera调至sensor原始分辨率，其余拍照菜单保持默认选项（如EV、Flash等）；（2）打开D65光源，将24色卡置于灯箱正面中心，移动手机位置，使其正对该Chart，保证该Chart占整张照片的85%比例，可参考图4尺寸：
图4
（3）待图像稳定，完成对焦后即可拍摄D65光源下的照片；
（4）将灯箱调至对应光源，步骤同上，分别拍摄CWF、TL84、A、H光源下的照片；
2.5 测试方法
1）、点击Imatest主界面的按钮，导入相应的图片，点击鼠标左键确定起始点，拖动鼠标确定选择范围，选中图片中所拍下来的24色块，再进行微调，确保色卡的黑框不要被选进去，如下所示：
2）、设置选项：其它选项运用同MTF 测试，点击继续，会出现如下界面：
ROI
调整每个选中色块框的大小，保证不要框到黑边
设置想要显示的测试结果
选择噪声结果显示方式
色彩空间选择，一般用默认的
设置计算色彩偏
差的色彩空间，一般都是sRGB
噪声测试色块选择
?C 的Mean 值一定显示，?C 的Maximum 和sigma 择一显示
确认好设置选项后，点击OK，吐出所有测试结果。
3）、结果读取
色彩偏差（ΔC、ΔE）、饱和度（Saturation）测试结果：
饱和度结果
色彩偏差结果
从Ideal和camera
间连线的长度和角
度可以看出色彩偏
差的方向和大小
1）Saturation = 100% *((a2 + b2)1/2 )/((a*2 + b*2)1/2 )
2）ΔC = ((a -a*)2+ (b - b*)2)1/2
3）ΔE = ( (L -L*)2+ (a -a*)2+ (b - b*)2)1/2
ΔC_corr是用饱和度校准到100%时a,b的值去计算的，而ΔC_uncorr是按实际的饱和度去计算a,b的。
其中L、a、b为经过拍照系统处理后的值，L*、a*、b*为Color Checker的理想值；
Mean值和RMS（Root-Mean-Square，均方根值）值（σ，也叫有效值）；
Mean(x)=∑x i/n；
RMS(X)=σ(X)= (∑(x i)2/n)1/2；用σ值表示偏差时，大的偏差的权重更大。
白平衡测试结果：
三、信噪比（SNR）测试
3.1 测试目的：
测试摄像头的噪声大小；
3.2 测试设备：
Macbeth III标准对色灯箱，24色色卡；
3.3 测试环境：
灯箱D65光源下；
注：当要求不同照度时，需将灯箱对应光源调至相对应的照度下拍摄24色卡；
3.4 拍照步骤：
一般直接使用之前拍摄的D65光源下的24色卡照片；
3.5 测试方法
（1）同之前色彩偏差等测试方法一样，相关设置上文有介绍；（2）结果读取：如下所示曝光测试结果
白平衡测试结果看测试结果时关注下每个阴影块是否都在色块上，确保色块旁的黑边不要进入
曝光
有的客户需要看20/21/22色块的R/G/B/Y四个通道的信噪比，此时通过查看计算结果的表格xxx_summary.csv更方便，如下所示：
注：若灯箱D65光源照度不可调时，采用D50/CWF/TL84等光源调到不同照度应该也是可取的。GC sensor 一般都是B通道的信噪比偏低。
信噪比结果计算的方法：
SNR = 20 log
((S19-S24)/N22)；
10
S19、S24分别为第19，第24灰阶块的信号亮度值，而N22是第22灰阶块的噪声值。
四、Shading测试
Shading测试包括两部分：lens shading（亮度均匀性）和color shading（色彩均一性）。
4.1 测试目的：
测试手机摄像头成像的亮度/色彩均匀性；
4.2 测试设备：
均匀光源DNP灯箱、Macbeth III标准对色灯箱、灰卡、Diffuser；
4.3 测试环境：
全黑的实验室环境
4.4 拍照步骤：
（1）保证均匀光源处无其他光源干扰（需要一个暗室环境），将手机Camera 调至sensor
原始分辨率，其余拍照菜单保持默认设置（如EV、Flash等）；
（2） Lens shading:使手机正对着DNP的荧光屏，并且使手机摄像头贴在DNP荧光屏上拍摄照片；
Color shading:1）用Diffuser盖住手机镜头，分别在D65、CWF、TL84、A四种光源下拍摄灰卡，整张照片必须都是灰卡；
2）用Diffuser盖住手机镜头，平放在灯箱，分别在D65、CWF、TL84、A四种光源下拍摄照片；
注：以上只是部分客户的拍照方法，具体根据客户的要求定；
4.5测试方法：
（1）点击Imatest主界面的选项，导入相应的测试图片并选择ROI，此时可以手动框测试区域，也可以使用快捷键Ctrl+A或者点击图像外部选中整幅画面，如下图所示：
（2）选好ROI后，可对测试区域进行微调，确认OK后点击继续，出现如下设置选项界面：
Color shading
测试选项选择
Shading选择的
四周测试区域
的大小设置，
一般不做改动
（3）结果读取：确认好设置选项后，点击OK ，出来测试结果，如下所示： 1）Lens shading 测试结果
2）Color Shading 测试结果
Lens Shading 测试结果，根据客户要求确认以哪一项为准。
用以计算结果选中的区域
注：从Imatest的测试结果来看，Lens Shading和Color shading的测试结果都有好几个值，Worst、Mean 等，至于看哪个则根据每个客户的标准来。
Lens Shading:
Shading测试原理：在整幅图像中的四角和中央分别取相同大小的区域，然后算出这些区域的亮度值，以中间区域为基准，用四角区域的亮度值和中间区域的亮度值相比，得到一个比值，这个比值越接近1越好，即Shading值=（四角最暗处的亮度值Y / 中心最亮处的亮度值）×100%
Color shading
Color shading测试原理：把整幅图像等分成若干区域，然后算出这些中R/B、R/G或G/B的值，以中间区域为基准，用其他区域的比值和中间区域的比值相比，得到一个接近于1的数值，这些最终得到的比值越接近于1说明Color Shading越好。
五、灰阶Stepchart/Dynamic Range
5.1 测试目的：
测试手机摄像头的动态范围；
5.2 测试设备：
Macbeth III标准对色灯箱，柯达灰阶卡；
5.3 测试环境：
Macbeth III标准对色灯的D65光源；
5.4 测试步骤：
（1）将手机Camera调至Sensor原始分辨率，其余拍照菜单保持默认设置（如EV、Flash等）；（2）将柯达灰阶卡固定在灯源箱正面中心，光源调至D65，用手机正对该灰阶卡，保证该卡都在照片中心区域，具体位置可参考图5：
图5
（3）待图像稳定，完成对焦后即可拍摄照片；
5.5 测试方法
（1）点击Imatest主界面的选项，导入测试图片，选择ROI区域，如下所示:
ROI
（2）确认好测试区域后，点击YES出现设置选项界面：
此选项也可以用来测试Gamma，曝光，噪声等选项，但是我们一般不用此选项测试，故不多做介绍，想进一步了解可自行研究下Imatest。
（3）结果读取：点击OK后出现测试结果，分别如下所示：
Gamma、
曝光测试
结果
跟据此曲线的走向
可直观地看出灰阶
测试结果是否递增
分布，因有些客户
要求灰阶不能翘。
Density range
测试结果
因为imatest是默认两阶之间亮度差大于0.98就认为是可以区分的，所以出来的结果都很高。实际测试中我们的标准一般是亮度差值大于8才认为可区分，故我们可以先保存测试结果，然后到stepchart_summary.csv自己写个公式计算相邻两阶亮度的差值，得出可以区分多少级灰阶，如下所示：
故以上测试结果是可区分12阶。
注：
灰阶值计算方法：
1）从Imatest的测试数据中，得出每个灰阶块的Y值（灰度值）；
2）计算相邻灰阶块Y值的差值△Y，如果该值△Y>8，那么认为这2个相邻灰阶是可以被肉眼区分的，反之不可以被肉眼区别；
3）统计一共可以区分多少级灰阶；
六、曝光偏差（Exposure Error）测试
6.1 测试目的：
测试摄像头的曝光偏差；
6.2 测试设备：
Macbeth III标准对色灯箱，24色色卡；
6.3 测试环境：
灯箱D65光源下；
6.4 拍照步骤：
一般直接使用之前拍摄的D65光源下的24色卡照片；