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Imatest eSFR ISO使用ISO 12233:2017 E-SFR(边缘 SFR)和最新的ISO 12233:2023 E-SFR测试图表,对多个关键图像质量因素进行高度自动化的测量。这些测试图表可从 Imatest 商店购买(推荐),也可使用高品质喷墨打印机打印。感兴趣区域 (ROI) 的选择基于用户输入的标准自动完成(类似于SFRplus ,两者功能非常接近)。图像质量因素包括:

- 清晰度,以空间频率响应 (SFR) 表示,也称为调制传递函数 (MTF)。
- 横向色差
- 失真计算很简单,属于低阶计算;精度低于SFRplus或Checkerboard )。模块比较请参见“失真:方法和模块” 。
- 噪声是通过测量图表中心周围的灰度色块来衡量的,它包括所有由“颜色/色调交互式”和“颜色/色调自动”计算出的噪声类型(标准像素噪声、色度噪声、场景参考噪声、传感器(原始)噪声以及 ISO-15739 视觉噪声和动态范围)。信噪比 (SNR) 也可以以比率或分贝 (dB) 的形式显示。
- 色调响应(也来自灰度色块)。
- 当与包含可选颜色图案的 eSFR ISO 图表(所有喷墨和彩色胶片 LVT 图表均提供,但黑白摄影图表不提供)一起使用时,在灰阶色块附近,颜色准确度会更高。
- 输入入射勒克斯时, ISO 感光度(基于饱和度和标准输出感光度)。
- 混叠和莫尔条纹的出现,是通过增强型和扩展型图表中的四对楔形区域测量得到的,其空间频率范围与单独的 ISO 12233:2017 楔形图表相同。图表和结果与楔形模块相同。
所有图表特征——倾斜边缘、灰度色块、色块和楔形区域——均自动定位。eSFR ISO 图表的特殊版本提供额外的楔形区域、预畸变(用于严重桶形畸变的“鱼眼镜头”)或两者兼具的功能。
▶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 对数楔形:一种优越的设计描述了对数楔形的优势,其空间频率分布远优于双曲楔形,从而能够实现更大的最大/最小频率比。自 2021.2 版本起,Imatest 已支持(自动检测)对数楔形,但截至 2022 年 5 月,尚未包含在标准 eSFR ISO 图表中(不过可根据要求提供)。 |
如果图像已被自动图表识别功能识别,则会自动选择 eSFR ISO 分析。否则,可以从目标的“特色”或“清晰度”部分中选择。
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。
eSFR ISO 以两种模式运行。
- 交互式/设置模式(在Imatest主窗口中按下Rescharts或运行)允许您选择设置并以交互方式详细查看结果。保存的设置将用于自动模式。
- 自动模式(在Imatest主窗口中按下即可运行)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构图的图像。自动模式适用于处理大量文件,尤其适用于构图可能因图像而异的自动化测试。
本文档介绍了eSFR ISO ,并解释了如何获取和拍摄图表。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。
下图展示了 eSFR ISO 的众多功能。
每张图片下方都有文字说明。结果将在第三部分中详细描述。
eSFR ISO 测试图表
Imatest E-SFR ISO 2023 测试图表有两种版本:扩展版和 S 版。未来还将推出更多版本。所有版本均符合 ISO 12233:2023 标准。

扩展型 E-SFR ISO 2023 测试图表: 16:9 宽高比,
在四个角上添加了4颗星星,在两侧添加了2个正方形。
新增 18 个彩色色块,新增 12 对楔形图案。

新增 18 个彩色色块,新增 8 对楔形图案。
Imatest E-SFR ISO 2017 测试图表分为三种版本:标准版(精简版)、增强版和扩展版。所有版本均符合 ISO 12233:2017 标准。下方显示的是标准版 E-SFR ISO 测试图表,该图表仅包含 ISO 标准中要求的功能。点击图表即可查看大图。
标准(最低)E-SFR ISO图表:3:2宽高比,无附加功能
增强型 E-SFR ISO 测试图表:3:2 宽高比,两侧各增加 6 个方格,
新增 16 个彩色色块,新增 4 对楔形图案。
扩展型 E-SFR ISO 测试图表:16:9 宽高比,两侧各增加 6 个方格,
新增 16 个彩色色块,新增 4 对楔形图案。

(4 个低频,16 个高频)和预失真,用于鱼眼镜头。
有很多选择。
清晰度源自方格边缘的明暗倾斜角度,具体描述请参见“清晰度:它是什么以及如何测量?”。 eSFR ISO 可处理多种相机宽高比;图表的左右两侧可能超出画面范围,也可能完全位于画面内部。
ISO 12233:2017 合规性: Imatest标准(最低版)E-SFR图表与 ISO 12233:2017 标准文件中所示的图表类似,但有一些细微差别,这些差别符合 ISO 标准。(我们推荐使用增强版或扩展版图表。)
- 注册(基准)标记由三个增加到四个。在左下角注册标记上方增加了一个黑点,用于检测方向。此项更改的原因是,用于自动区域检测的投影变换需要四个点。标准附录 C 表 C.1,I指出:“用于自动目标检测的非对称特征。这些特征应位于 4:3 的有效区域宽高比内,但可根据具体应用场景灵活放置。”
- 方格中心的对焦辅助图案与 ISO 标准文件中所示的图案不同(标准中并未描述这些图案):它们是正方形的(这为用于测量清晰度的倾斜边缘区域提供了更多空间),并且其设计旨在最大限度地减少对自动区域检测的干扰。它们不会影响测量结果。
- 采用 20 色块的 OECF 灰度图案。附录 C指出:“测试图还包含用于确定 OECF 的灰度色块。虽然图 C1 中的示例图使用了 16 个 OECF 测试色块;但也可以使用 ISO 14524 中描述的 20 色块版本。”
增强型和扩展型海图在海图的某些区域包含ISO标准未规定的实用功能(额外的方块、扇形和色块)。这些功能完全符合标准。
| 图表类型 | 特征 | 笔记 |
| 标准 (最低限度) | 与标准文档中的图表类似。无其他新增功能。宽高比为3:2。 | 无法测量图像边缘或侧边的清晰度。仅在必要时使用。大多数情况下建议使用增强型或扩展型图表。 |
| 增强型 | 3:2 宽高比。两侧各增加 6 个正方形;增加若干双曲楔形(可根据要求提供对数楔形);在Imatest生产的喷墨打印和 8x10 英寸 LVT 图表中增加 16 个色块。 | 最适合 4:3 或 3:2 宽高比(拍照手机、卡片相机、单反相机) 包含几个双曲楔形,其特性与 ISO (CIPA) 视觉分辨率测试图类似,这些楔形可在 eSFR ISO 模块中自动检测,也可在楔形模块中手动选择。 |
| 扩展 | 16:9 宽高比。新增功能与增强型图表相同。 | 最适合 3:2 或 16:9 宽高比(数码单反相机、高清电视和电影格式) |
eSFR ISO 图表打印选项(订购时可选择)
| 选项 | 笔记 | |
|---|---|---|
| 媒体 | 喷墨打印机、LVT胶片、相纸*、玻璃镀铬* | *即将推出:请查看Imatest 商店。相纸打印的测试图表比同尺寸的喷墨打印图表精细得多。 |
| 图表宽高比 | 3:2(标准版和增强版)或 | 3:2 色卡(标准版和增强版)非常适合数码单反相机(3:2 宽高比)、小型数码相机和拍照手机(4:3 宽高比)。16:9(扩展版)色卡非常适合高清电视(16:9 宽高比)和数码单反相机(3:2 宽高比)。 |
| 对比 | 仅 4:1 | 新的 ISO 12233:2017 标准规定了 4:1 的对比度。 |
| 灰度 步骤图 | 包含(下方中心) | 包含一个 20 色块的 ISO 14524 圆形灰度图案。 |
| 颜色图表 | 16个补丁 | 包含在Imatest生产的所有喷墨打印增强型和扩展型喷墨色卡(所有尺寸)以及 LVT 胶片色卡(最大 8x10 英寸)中。(反射式摄影色卡不包含此功能。) |
| 预扭曲图表 | (标准图表未失真。) | 有两种标准级别的枕形畸变可供选择,适用于鱼眼镜头(桶形畸变严重)。仅提供哑光表面。 |
| 表面 | 哑光或半光泽 | 半光泽表面在暗色调方面(打印密度 > 1.75)锐度略高,灰阶还原更准确,但更容易产生眩光(镜面反射),尤其是在使用广角镜头时。建议广角镜头使用哑光表面。 |
| 额外的楔形块 | 适用于除反光摄影表面以外的所有表面 | 在图表边缘增加了几个楔形,在中心附近增加了四个楔形(在灰度区域内)。 |
ISO 12233:2023 边缘 SFR 图表的优势
ISO 12233:2014/2017 边缘 SFR 图表的优势 旧版 ISO 12233:2000 图表 ![]() 注:右侧所示的 ISO 12233:2000 标准和图表在新版ISO 122433:2017标准中被引用,但不再是该标准的正式组成部分。新标准规定了三种图表,其中一种是倾斜边缘(边缘 SFR 或 E-SFR)图表,其对比度要低得多(4:1;如下右图所示)。
![]() 与 SFRplus 图表相比,
|
| 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 ( |
获取图表
概括

Edge SFR 三款色卡——标准版(最低)、增强版和扩展版——可在Imatest 商店购买,并提供多种材质选择:喷墨打印(反射式和透射式)、LVT 胶片(透射式)和相纸(反射式;分辨率远高于喷墨打印色卡)。(对于镀铬玻璃色卡,通常建议使用 SFRplus 版本,因为镀铬玻璃无法支持灰阶。)喷墨打印色卡可以使用宽体喷墨打印机打印,但您需要使用优质材料,具备一定的打印技巧和色彩管理知识。我们强烈建议您购买色卡。
喷墨打印和照片打印的图表应粘贴在 32x40 英寸或 40x60 英寸、1/2 英寸(12.5 毫米)厚的泡沫板上,粘贴时可使用喷胶(例如 3M ™ 77 或 Photo Mount)或双面胶带(例如 3M ™ #568 可定位安装胶)。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 板也是一种非常不错的选择:它可能更耐用,而且有多种尺寸可供选择。
拍摄图表。
框架要求: 理想的作物 右侧的裁剪严格符合 ISO 标准,但实际测量并非必须。采用这种裁剪方式,楔形块的校准将是正确的(LW/PH 为打印数值乘以 100)。这些数值不用于Imatest分析。 | ![]() |
近距离裁剪:定位标记以及左右(中间一行)方框应位于图像内。如果无法做到这一点,请使用SFR(选择性裁剪) 。 | 远景裁剪:图表应至少占据图像高度的一半。不建议采用这种裁剪方式,因为图像边界附近的区域不会被分析,边缘和其他特征可能太小,无法在低分辨率图像上提供最佳(一致)的结果。 |
- 图表的边界可能超出图像范围(如下所示) ,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。靠近左右边界的边缘将被正确定位,必要时将被省略。如果图表的侧边位于图像内部,您应尽量减少可能被误认为是定位标记的干扰图案。图表在图像内的背景应尽可能为浅灰色到中灰色。如果背景出现问题,您可以在eSFR ISO 设置窗口中裁剪图像。
- 尽可能避免使用可能被误认为是图表区域外注册标记的图案。实际上,eSFR ISO 在这些情况下表现出惊人的稳健性,但最好保持周围环境简洁,并尽可能接近中性灰(反射率 15-25%)。

(虽然还不够完美——如果再精确一些就更好了)
图表边缘超出图像范围是可以接受的(而且很常见)。
- 可以使用 《构建低成本测试实验室》中介绍的技术来校准图表。eSFR ISO 可以容忍中等程度的偏差:例如约 2 度的倾斜、一些透视(梯形)畸变等,但应尽一切努力正确校准图表。中等程度的桶形畸变或枕形畸变(<8% SMIA)也是可以容忍的,但对于具有严重桶形畸变的极端鱼眼镜头,应使用预先畸变的图表。
- 可以使用eSFR ISO 设置窗口中的“裁剪边框”按钮裁剪图像(从……开始),以去除边缘附近的干扰特征。
如果可以使用曝光补偿,增加 1 档光圈通常会产生更好的曝光,尤其是在灰阶阶梯图图案上。
灯光
下表总结了照明注意事项。目标是实现均匀、无眩光的照明。大多数情况下,30 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,以免产生眩光。曝光前,请检查是否存在眩光以及照明均匀性。有关推荐照明设置的详细说明,请参阅Imatest 测试实验室。(我们之前推荐使用 4700K(接近日光)的 SoLux石英卤素灯,但现在推荐使用 LED 灯,LED 灯的亮度和色温均可调节。) 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),可用于测量照明的强度和均匀性。
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 × √(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

右侧图像(取自佳能文件查看器实用程序)曝光接近完美。通常情况下,进行一些曝光补偿(约+0.7或+1档光圈)会有所帮助。
良好的曝光对于获得准确的 eSFR ISO 结果至关重要。图表中的黑色区域和白色区域都不应出现过曝——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。
| 拍摄图表的技巧 |
| 只要目标物距离相机足够远,使得清晰度受限于相机和镜头而非目标物,距离就不是关键因素。打印 eSFR ISO 图表需要一台宽屏打印机(能够打印至少 24 英寸高的图像)。 |
| 目标区域应光线均匀,无眩光。 |
| 白平衡应大致保持中性。 |
| 使用稳固的三脚架和快门线。对于单反相机,如果可以,请使用反光镜预升功能。您可以使用 Imatest SFR 来体验优质三脚架或反光镜预升功能带来的差异——从而真正提升您的拍摄技巧(此处双关)。 |
| 务必确保图像曝光充足,明暗区域的细节都能得到保留。任何区域都不应被遮挡(裁剪)。使用相机的直方图。如果超过 0.5% 的像素处于 0 或 255 级别,Imatest SFR 将判定发生了裁剪并发出警告信息。这不会影响计算结果,只是提醒您精度可能会受到影响。 |
| 请确保相机已正确对焦在图表上。 |
| 将倾斜边缘的图像放置在场地角落附近以及中心附近。 |
| 将相机拍摄的图像保存为 RAW 文件或高质量 JPEG 文件。如果您使用 RAW 转换器,请将其转换为 JPEG(最高质量)、TIFF 或 PNG 格式。如果您使用胶片拍摄,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“查看/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。 |
| 您现在可以运行 Imatest eSFR ISO 了。 |
链接
《如何解读MTF曲线》,作者是卡尔·蔡司的HH Nasse。这是一篇非常出色且详尽的入门介绍,共33页,需要耐心阅读。文章详细讲解了MTF曲线,类似于SFRplus中的镜头式MTF曲线。 第二部分内容更加丰富。他们研发的(光学) MTF测试仪K8也值得关注。
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公司生产用于测量镜头MTF的仪器。他们出品的64页PDF文档《 如何测量镜头的MTF和其他特性》尤其值得关注。
现在测试已经设置完毕,您可以运行分析,然后查看倾斜边缘结果或eSFR ISO 的其他结果。






























近距离裁剪:定位标记以及左右(中间一行)方框应位于图像内。如果无法做到这一点,请使用
远景裁剪:图表应至少占据图像高度的一半。