Imatest Checkerboard可对棋盘格图案图像进行高度自动化的清晰度测量（以空间频率响应 (SFR) 表示）、横向色差和光学畸变（建议清晰度测量的倾斜角度为 5-8 度）。
棋盘格的主要优点是：
- 与 Imatest 的其他自动检测锐度模块相比：它对取景框的敏感度相对较低。只要画面边缘特征清晰可见，您可以随意放大或缩小。
- 与旧版畸变模块相比：它适用于高度畸变（鱼眼镜头）图像。计算结果更加精确，并且包含畸变模块的所有结果。
棋盘格游戏的缺点是：
- 明显的像差、光晕或瑕疵可能导致无法准确捕捉到角点，从而造成分析区域的损失。（畸变也存在类似问题。）
- SFRplus和eSFR IS O 提供的色彩和色调响应功能不可用。
- 图表检测速度比 SFRplus 和 eSFR ISO 慢，尤其是在处理大尺寸或严重失真的图像时。（这是 Matlab 的一个问题，未来可能会得到修复。）
- 有些显示图像中可见像素图案，这会导致检测算法进入（接近）无限循环。
要分析的区域的详细信息基于用户输入的标准（类似于SFRplus 、 eSFR ISO或SFRreg ，它与 SFRplus、eSFR ISO 或 SFRreg 非常相似）。
清晰度源自棋盘格图案（应倾斜）中的明暗边缘，如“清晰度：它是什么以及如何测量”中所述。
使用倾斜边缘分辨率分析（第二部分） ——选择文件——设置窗口——ROI 选择与分析——边缘 ID 文件——更多设置窗口——辅助读数——设置区域——Gamma——基于图表对比度的 Gamma——自动模式窗口——警告——裁剪——总结 斜边测试结果 第 3 部分– SFRplus 边缘测试结果 —多 ROI 区域总结—边缘和 MTF —色差—锐度/SQF —直方图和噪声—图像、几何形状、畸变、视场角— 3D 图—镜头风格 MTF 图—边缘粗糙度—点扩散函数—总结— CSV 和 JSON 输出 斜边结果 第 4 部分– SFRplus 其他结果（色调、颜色、失真等）—色调响应和伽马值—图像、几何形状、失真、视场角—径向失真—总结和 EXIF 数据—颜色分析—详细噪声图—总结—链接 适用于鱼眼镜头的预失真和特殊图表——应用广泛，例如汽车后视摄像头。包含 SFRplus、eSFR ISO 和 SFRreg 图表。预览预失真效果。 |
如果图像已被自动图表识别功能识别，则棋盘格分析功能可能会自动选中。否则，可以从目标的“特色”或“清晰度”部分中选择该功能。
分析模式可在以下几种模式之间切换：
- 交互式模式允许您选择设置并以交互方式详细查看结果。保存的设置将用于以下自动模式或Imatest IT 。
- 自动（批量）模式无需用户额外输入即可自动运行。感兴趣区域 (ROI) 会根据交互模式下保存的设置自动定位。这使得可以使用相同的设置分析不同尺寸和取景的图像。自动模式可处理批量文件，尤其适用于自动化测试，因为自动化测试中图像的取景可能各不相同。
棋盘格游戏有两种运行模式。
- 交互式/设置模式（可通过在Imatest主窗口中按Rescharts ，然后选择11. 棋盘格来运行，或通过按交互式/后处理器下拉菜单，然后选择棋盘格设置来运行）允许您选择设置并以交互方式详细检查结果。保存的设置将用于自动模式。
- 自动模式（在Imatest主窗口中，点击“固定模块”下拉菜单，然后选择“棋盘格”模式——稍后可能会添加按钮）无需用户额外输入即可自动运行。ROI 会根据交互式/设置模式下保存的设置自动定位。这使得无需更改设置即可分析不同尺寸和取景的图像。自动模式适用于处理大量文件，尤其适用于取景可能因图像而异的自动化测试。
本文档介绍了棋盘格图，并解释了如何获取和拍摄该图。第二部分展示了如何在 Rescharts 中交互式运行 eSFR ISO，以及如何保存设置以进行自动运行。第三部分和第四部分分别展示了斜边测量和其他测量方法的结果。
棋盘格图打印选项（可在订购时选择）
| 选项 | 笔记 | |
|---|---|---|
| 媒体 | 喷墨（反射式）， LVT薄膜（透射式） | 喷墨（反射式）通常是最实用的选择。 |
| 对比 | 4:1，10:1，45:1，100:1 | ISO 12233:2014 标准规定对比度为 4:1。 |
| 表面 | 哑光或亮光膜 |
对于广角镜头或光线条件较差的环境，建议使用哑光表面的测试卡。光面高精度测试卡虽然更清晰，但更容易产生眩光（镜面反射），尤其是在使用广角镜头时。 |
倾斜边缘算法 计算 MTF/SFR 的算法改编自Peter Burns编写的 Matlab 程序 sfrmat (  为了实现 ISO 12233:2000 标准，Imatest SFR、SFRplus、SFRreg、Checkerboard 和 eSFR ISO 进行了多项改进，包括更精确的边缘检测、更好的镜头畸变处理、更友好的界面以及更详细的输出。原始 Matlab 代码可在http://losburns.com/imaging/software/SFRedge/index.htm获取。在将 sfrmat 的结果与 Imatest 进行比较时，请注意，如果未向 sfrmat 输入 OECF（色调响应曲线）文件，则 sfrmat 默认不使用色调响应曲线，即gamma = 1（线性响应）。由于 Imatest 中 gamma 的默认值为 0.5（这是数码相机的典型值），因此您必须将 gamma 设置为 1 才能与 sfrmat 的结果获得良好的一致性。 |
例如：一张严重失真的图像，上面有线条和箭头
在“更多设置”窗口的“显示选项”区域中选择“显示箭头和线条”后，即可显示原始图像和校正后图像之间的关系（仅在棋盘格模式下显示）。原始图像中的线条（下图左侧）可以直观地显示计算出的系数校正失真的效果。
 原图 |  校正后的图像 |
可以通过 Rescharts 显示区域左下角的滑块来调整校正后图像的放大倍数。
获取图表
Imatest 商店提供多种反射式和透射式介质的棋盘格测试图。虽然我们建议您购买测试图，但如果您拥有高质量的打印材料、熟练的打印技巧以及色彩管理知识，也可以使用照片级喷墨打印机自行打印。以下是打印设置。
打印棋盘格图案的典型设置
我们建议使用 8 或 12 个垂直方格。少于 8 个方格时，畸变测量精度可能较低。计算五阶畸变（用于计算“胡须”或“波浪”畸变）至少需要 5 行角点（比方格行数少 1 行）。超过 12 个角点时，边缘尺寸可能小于 MTF 测量的最佳尺寸，且计算速度会变慢。除非您计划打印非常大的尺寸并频繁进行缩放，否则使用超过 12 个垂直方格并无实际优势。
图表中心由深色方块内两个浅色圆圈的交点确定。当圆圈存在时，会报告图表中心（相对于图像中心）的偏移量。
图表可以用喷胶（例如 3M ™ 77 或 Photo Mount）或双面胶带（例如 3M ™ #568 可定位安装胶）粘贴在 1/2 英寸（12.5 毫米）厚的泡沫板上。1/2 英寸厚的泡沫板比标准的 1/4 英寸或 3/8 英寸厚的泡沫板更平整。PVC 板也很有前景：它可能更耐用，而且有多种尺寸可供选择。
棋盘格算法旨在寻找干净的角点。我们已经遇到过角点识别失败的情况，例如右侧裁剪图中所示的图案。 |
拍摄图表
图表的框架并不重要。极高的灵活性是棋盘格图的主要特点之一。
图表的边距可能超出图像范围，也可能完全位于图像内部。该软件旨在适应各种不同的画面构图和宽高比。如果图表的边距位于图像内部，则应尽量减少可能被误认为是棋盘格图案的干扰性图案。如果可能，图像内部的图表周围区域应使用中性灰色，但这并非硬性要求。
下图所示的棋盘格设置窗口图像显示了理想构图图像的检测角点。为了测量角点附近的区域，图像倾斜角度不宜过大。下图倾斜了 3 度，这足以进行倾斜边缘的测量（可能小图像除外），并允许进行相当接近角点的测量。如果倾斜角度过大，角点附近的测量将变得更加困难。对于棋盘格（Matlab）检测算法（在左下角的下拉菜单中选择）来说尤其如此，该算法只能检测完整的行和列。另一种检测算法（棋盘格（自定义））速度较慢，但通常可以检测到不在完整行或列中的角点。
尖端：
- 如果可能，图表应该充满整个图像。
- 如果可能，图像应包含至少 6 个、至多 16 个垂直正方形。少于 6 个正方形会降低畸变计算的精度；超过 16 个正方形会减慢计算速度，并可能导致感兴趣区域 (ROI) 小于最佳值。
- 对于颜色和均匀性轮廓测量，垂直轮廓至少需要 4 个垂直光方块（左/中/右），水平轮廓至少需要 4 个水平光方块（上/中/下）。如果某个区域内的水平/垂直光方块少于 4 个，则不会计算相应的轮廓。
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应注意避免图表外出现可能被误认为是棋盘格角的干扰图案。 - 如果图表中包含代表图像中心的三个点，则这三个点之间的角点（右图中红色箭头→所示）应尽可能靠近图像中心。它用于计算 x 和 y 像素偏移量。
- 为了获得良好的曝光，环境光应接近中灰（反射率约为 18%）。（如果可以使用手动曝光控制，即曝光补偿，则可能不需要这样做。）
- 避免眩光（闪亮的镜面反射）。这对于哑光表面的图表来说很容易做到。
- 保持照明较为均匀。
- 对于MTF测量，图表应倾斜2到7度，以避免出现纯水平或纯垂直边缘。其他方向也可能有效，但分析区域会缩小。（仅测量畸变时无需倾斜。）
- 可以使用棋盘格设置窗口中的“裁剪边框”按钮裁剪图像，以去除边缘附近的干扰特征。
灯光
下图展示了理想的照明条件，虽然使用鱼眼镜头拍摄定位标记图案时可能无法完全实现，但了解这些条件仍然很有帮助。目标是实现均匀、无眩光的照明，并避免光线直射相机（这对于超广角鱼眼镜头来说可能是一个问题）。大多数情况下，25 度到 45 度之间的照明角度最为理想。建议至少使用两盏灯（两侧各一盏）；四盏或六盏灯效果更佳。避免在相机后方照明，因为这会导致眩光。曝光前，请检查是否存在眩光以及照明是否均匀。建议使用哑光测试卡，因为半光泽表面很难控制眩光。
一些推荐的照明配置方案可参考 《构建低成本测试实验室》一书。BK Precision 615 照度计（勒克斯计）是一款出色的低成本仪器（约 100 美元），可用于测量照明强度和均匀性。
简化的照明图
距离
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使用爱普生 2200（一款高品质颜料喷墨照片打印机）在高级光泽纸上打印一张信纸大小（8.5 x 11 英寸）的图表，并使用 630 万像素的佳能 EOS-10D 相机分析其 MTF 值。当图像区域宽度至少为 22 英寸（56 厘米）——是图表长度的两倍时，MTF 值没有变化。对于较小的图像区域，性能则缓慢下降。
选择合适的相机到目标距离，使图像视野宽度至少达到此值。实际距离取决于传感器尺寸和镜头焦距。最小图像视野如图右所示。
像素越多的相机，其潜在分辨率越高，图像视野宽度就越大，因此打印的图表宽度也越大。
高质量喷墨图表的距离/视野宽度指南（使用照片打印图表可以获得更精确的距离/视野宽度指南。） |
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| 图像场宽（英寸）> 8.8 × sqrt（百万像素） 图像视野宽度（厘米）> 22 × √(百万像素) — 或 —目标每英寸的传感器像素数不应超过 140 个，或目标每厘米的传感器像素数不应超过 55 个。— 或 —对于 6-1000 万像素的数码单反相机，目标距离应至少为镜头焦距的 40 倍。（对于 600 万像素的数码单反相机，25 倍是绝对最小值；40 倍留有一定的余量。）对于传感器尺寸小得多的卡片式数码相机，目标距离应至少为实际焦距的 100 倍：其视野与像素数相近的数码单反相机大致相同。建议的距离详见下文“图表质量和距离”部分。 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 关于小型数码相机的镜头焦距，人们常常感到困惑。它们通常以“35mm等效焦距”的形式给出，许多摄影师可以将其与视角联系起来。35-105mm或28-140mm是典型的“35mm等效焦距”，但这并非真正的镜头焦距，真正的镜头焦距通常不会出现在规格参数中。规格参数中给出的是以1/ n英寸为单位的传感器尺寸，这种表示方法基于早已过时的视差管的外径，容易引起误解。右侧的表格将1/ n表示法与传感器的对角线尺寸关联起来。真正的焦距 = “35mm等效焦距” × (对角线尺寸，毫米) / 44.3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
接触
良好的曝光对于获得准确的棋盘格图案至关重要。图表中的暗部和亮部都不应出现过曝——即大面积区域达到像素值 0 或 255。确保正确曝光的最佳方法是使用数码相机的直方图。黑色区域（左侧的峰值）应高于最小值，白色区域（右侧的峰值）应低于最大值。
上图（取自佳能文件查看器实用程序）曝光接近完美。适当进行曝光补偿可能会有所帮助。
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将图像保存为 RAW 文件或最高质量的 JPEG 文件。如果您使用 RAW 转换器，请将其转换为 JPEG（最高质量）、TIFF（不支持 LZW 压缩）或 PNG 格式。如果您使用胶片，请冲洗并扫描。
如果文件夹包含无意义的相机生成的文件名，例如 IMG_3734.jpg、IMG_3735.jpg 等，您可以使用“重命名文件”实用程序将它们更改为包含焦距、光圈等的有意义的名称，该实用程序利用存储在每个文件中的 EXIF 数据。
链接
《如何解读MTF曲线》，作者是卡尔·蔡司的HH Nasse。这是一本优秀且详尽的入门读物，共33页，需要耐心阅读。书中详细讲解了与镜头型MTF曲线类似的MTF曲线。
Luminous Landscape.com网站上的MTF 理解介绍要简短得多。
理解图像清晰度和MTF： Imatest作者撰写的多篇系列文章，大部分写于Imatest创立之前。内容较为专业。
Peter D. Burns (2000) 的《数码相机和扫描仪分析的斜边 MTF》 （ 另见参考文献）是对 ISO 12233 斜边测量的优秀介绍。密切相关的文献包括：Don Williams 和 Peter D. Burns (2001) 的《使用 MTF 进行数码拍摄诊断》 以及 Don Williams 和 Peter D. Burns (2007) 的《将 ISO/TC42 数码相机分辨率标准应用于移动成像产品》（其中包含为修订版 ISO 12233 标准提出的早期低对比度斜边测试图的图像）。
Bob Atkins对MTF 和 SQF做了精彩的介绍。SQF（主观质量因子）是衡量感知到的打印清晰度的指标，它结合了人眼的对比度敏感度函数 (CSF)。该指标将于 2006 年 10 月下旬添加到 Imatest Master 中。
Optikos 教你如何测量镜头的 MTF 和其他特性。