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Imatest eSFR ISO使用ISO 12233:2017 E-SFR（邊緣 SFR）和最新的ISO 12233:2023 E-SFR測試圖表，對多個關鍵影像品質因素進行高度自動化的測量。這些測試圖表可從 Imatest 商店購買（建議），也可使用高品質噴墨印表機列印。感興趣區域 (ROI) 的選擇是基於使用者輸入的標準自動完成（類似於SFRplus ，兩者功能非常相似）。影像品質因素包括：
- 清晰度，以空間頻率響應 (SFR) 表示，也稱為調製傳遞函數 (MTF)。
- 橫向色差
- 失真計算很簡單，屬於低階運算；精準度低於SFRplus或Checkerboard ）。模組比較請參閱“失真：方法和模組” 。
- 噪音是透過測量圖表中心周圍的灰階色塊來衡量的，它包括所有由「顏色/色調互動式」和「顏色/色調自動」計算的噪音類型（標準像素雜訊、色度雜訊、場景參考雜訊、感測器（原始）雜訊以及 ISO-15739 視覺雜訊和動態範圍）。訊號雜訊比 (SNR) 也可以以比率或分貝 (dB) 的形式顯示。
- 色調響應（也來自灰階色塊）。
- 當與包含可選顏色圖案的 eSFR ISO 圖表（所有噴墨和彩色膠片 LVT 圖表均提供，但黑白攝影圖表不提供）一起使用時，在灰階色塊附近，顏色準確度會更高。
- 輸入入射勒克斯時， ISO 感光度（基於飽和度和標準輸出感光度）。
- 混疊和莫爾條紋的出現，是透過增強型和擴展型圖表中的四對楔形區域測量得到的，其空間頻率範圍與單獨的 ISO 12233:2017 楔形圖表相同。圖表和結果與楔形模組相同。
所有圖表特徵——傾斜邊緣、灰階色塊、色塊和楔形區域——均自動定位。 eSFR ISO 圖表的特殊版本提供額外的楔形區域、預先變形（用於嚴重桶形畸變的「魚眼鏡頭」）或兩者兼具的功能。
▶使用傾斜邊緣解析度分析（第二部分） ——選擇檔案——設定視窗——ROI 選擇與分析——邊緣 ID 檔案——更多設定視窗——輔助讀數——設定區域——Gamma——基於圖表對比度的 Gamma——自動模式視窗——警告——裁切——總結 斜邊測試結果 第 3 部分– SFRplus 邊緣測試結果 —多 ROI 區域總結—邊緣和 MTF —色差—銳度/SQF —直方圖和噪聲—圖像、幾何形狀、畸變、視場角— 3D 圖—鏡頭風格 MTF 圖—邊緣粗糙度—擴散點函數—總結CSV 和 JSON 輸出 對數楔形：一種優越的設計描述了對數楔形的優勢，其空間頻率分佈遠優於雙曲楔形，從而能夠實現更大的最大/最小頻率比。自 2021.2 版本起，Imatest 已支援（自動檢測）對數楔形，但截至 2022 年 5 月，尚未包含在標準 eSFR ISO 圖表中（不過可依要求提供）。 |
如果影像已被自動圖表辨識功能識別，則會自動選擇 eSFR ISO 分析。否則，可以從目標的“特色”或“清晰度”部分中選擇。
分析模式可在以下幾種模式之間切換：
- 互動模式可讓您選擇設定並以互動方式詳細查看結果。已儲存的設定將用於以下自動模式或Imatest IT 。
- 自動（批次）模式無需使用者額外輸入即可自動運作。感興趣區域 (ROI) 會根據互動模式下儲存的設定自動定位。這使得可以使用相同的設定分析不同尺寸和取景的影像。自動模式可處理批次文件，尤其適用於自動化測試，因為自動化測試中影像的取景可能各不相同。
eSFR ISO 以兩種模式運作。
- 互動式/設定模式（在Imatest主視窗中按下Rescharts或運行）可讓您選擇設定並以互動方式詳細查看結果。儲存的設定將用於自動模式。
- 自動模式（在Imatest主視窗中按下即可運作）無需使用者額外輸入即可自動運作。 ROI 會根據互動式/設定模式下儲存的設定自動定位。這使得無需更改設定即可分析不同尺寸和構圖的圖像。自動模式適用於處理大量文件，尤其適用於構圖可能因影像而異的自動化測試。
本文檔介紹了eSFR ISO ，並解釋如何取得和拍攝圖表。第二部分展示如何在 Rescharts 中互動式運行 eSFR ISO，以及如何儲存設定以進行自動運行。第三部分和第四部分分別展示了斜邊測量和其他測量方法的結果。
下圖展示了 eSFR ISO 的眾多功能。
每張圖片下方都有文字說明。結果將在第三部分中詳細描述。
eSFR ISO 測試圖表
Imatest E-SFR ISO 2023 測試圖表有兩種版本：擴展版和 S 版。未來將推出更多版本。所有版本均符合 ISO 12233:2023 標準。
擴展型 E-SFR ISO 2023 測試圖表： 16:9 寬高比，
在四個角落上添加了4顆星星，在兩側添加了2個正方形。
新增 18 個彩色色塊，新增 12 對楔形圖案。
新增 18 個彩色色塊，新增 8 對楔形圖案。
Imatest E-SFR ISO 2017 測試圖表分為三種版本：標準版（精簡版）、增強版、擴充版。所有版本均符合 ISO 12233:2017 標準。下方顯示的是標準版 E-SFR ISO 測試圖表，該圖表僅包含 ISO 標準中要求的功能。點擊圖表即可看大圖。
標準（最低）E-SFR ISO圖表：3:2寬高比，無附加功能
增強型 E-SFR ISO 測試圖表：3:2 寬高比，兩側各增加 6 個方格，
新增 16 個彩色色塊，新增 4 對楔形圖案。 
擴展型 E-SFR ISO 測試圖表：16:9 寬高比，兩側各增加 6 個方格，
新增 16 個彩色色塊，新增 4 對楔形圖案。
（4 個低頻，16 個高頻）和預失真，用於魚眼鏡頭。
有很多選擇。
清晰度源自方格邊緣的明暗傾斜角度，具體描述請參見「清晰度：它是什麼以及如何測量？」。 eSFR ISO 可處理多種相機寬高比；圖表的左右兩側可能超出畫面範圍，也可能完全位於畫面內部。
ISO 12233:2017 合規性： Imatest標準（最低版）E-SFR圖表與 ISO 12233:2017 標準文件中所示的圖表類似，但有一些細微差別，這些差別符合 ISO 標準。 （我們推薦使用增強版或擴充版圖表。）
- 註冊（基準）標記由三個增加到四個。在左下角註冊標記上方增加了一個黑點，用於偵測方向。此項變更的原因是，用於自動區域偵測的投影變換需要四個點。標準附錄 C 表 C.1，I指出：“用於自動目標檢測的非對稱特徵。這些特徵應位於 4:3 的有效區域寬高比內，但可根據具體應用場景靈活放置。”
- 方格中心的對焦輔助圖案與 ISO 標準文件中所示的圖案不同（標準中並未描述這些圖案）：它們是正方形的（這為用於測量清晰度的傾斜邊緣區域提供了更多空間），並且其設計旨在最大限度地減少對自動區域檢測的干擾。它們不會影響測量結果。
- 採用 20 色塊的 OECF 灰階圖案。附錄 C指出：“測試圖還包含用於確定 OECF 的灰度色塊。雖然圖 C1 中的範例圖使用了 16 個 OECF 測試色塊；但也可以使用 ISO 14524 中描述的 20 色塊版本。”
增強型和擴展型海圖在海圖的某些區域包含ISO標準未規定的實用功能（額外的方塊、扇形和色塊）。這些功能完全符合標準。
| 圖表類型 | 特徵 | 筆記 |
| 標準 （最低限度） | 與標準文檔中的圖表類似。無其他新增功能。寬高比為3:2。 | 無法測量影像邊緣或邊角附近的清晰度。僅在必要時使用。大多數情況下建議使用增強型或擴展型圖表。 |
| 增強型 | 3:2 寬高比。兩側各增加 6 個正方形；增加若干雙曲楔形（可依要求提供對數楔形）；在Imatest生產的噴墨列印和 8x10 英吋 LVT 圖表中增加 16 個色塊。 | 最適合 4:3 或 3:2 寬高比（拍照手機、卡片相機、單眼相機） 包含幾個雙曲楔形，其特性與 ISO (CIPA) 視覺解析度測試圖類似，這些楔形可在 eSFR ISO 模組中自動偵測，也可在楔形模組中手動選擇。 |
| 擴充 | 16:9 寬高比。新增功能與增強型圖表相同。 | 最適合 3:2 或 16:9 寬高比（數位單眼相機、高畫質電視和電影格式） |
eSFR ISO 圖表列印選項（訂購時可選擇）
| 選項 | 筆記 | |
|---|---|---|
| 媒體 | 噴墨印表機、LVT膠片、相紙*、玻璃鍍鉻* | *即將推出：請查看Imatest 商店。相紙列印的測試圖表比同尺寸的噴墨列印圖表精細得多。 |
| 圖表寬高比 | 3:2（標準版和增強版）或 | 3:2 色卡（標準版和增強版）非常適合數位單眼相機（3:2 寬高比）、小型數位相機和拍照手機（4:3 寬高比）。 16:9（擴充版）色卡非常適合高畫質電視（16:9 寬高比）和數位單眼相機（3:2 寬高比）。 |
| 對比 | 僅 4:1 | 新的 ISO 12233:2017 標準規定了 4:1 的對比。 |
| 灰階 步驟圖 | 內含（下方中心） | 包含一個 20 色塊的 ISO 14524 圓形灰階圖案。 |
| 顏色圖表 | 16個補丁 | 包含在Imatest生產的所有噴墨列印增強型和擴展型噴墨色卡（所有尺寸）以及 LVT 膠片色卡（最大 8x10 英寸）中。 （反射式攝影色卡不包含此功能。） |
| 預扭曲圖表 | （標準圖表未失真。） | 有兩種標準等級的枕形變形可供選擇，適用於魚眼鏡頭（桶形變形嚴重）。僅提供霧面表面。 |
| 表面 | 霧面或半光澤 | 半光澤表面在暗色調方面（列印密度 > 1.75）銳利度略高，灰階還原更準確，但更容易產生眩光（鏡面反射），尤其是在使用廣角鏡頭時。建議廣角鏡頭使用霧面。 |
| 額外的楔形塊 | 適用於反光攝影表面以外的所有表面 | 在圖表邊緣增加了幾個楔形，在中心附近增加了四個楔形（在灰階區域內）。 |
| L*a*b* (CIELAB) D50值 | 灰階密度 （淺色-深色） | 補丁編號 |
|
38.36 13.80 14.65 |
0.10 |  |
| *大多數 eSFR ISO 2017 色卡中沒有，eSFR ISO 2023 色卡的標準色卡是這樣的。這些色卡是基於 Colorchecker 第 2 行的第 8 和第 12 個色塊。 | 霧面圖表的列印灰階密度限制為（最大）1.75。 | |
ISO 12233:2023 邊緣 SFR 圖表的優勢
ISO 12233:2014/2017 邊緣 SFR 圖表的優勢 舊版 ISO 12233:2000 圖表  註：右側所示的 ISO 12233:2000 標準和圖表在新版ISO 122433:2017標準中被引用，但不再是該標準的正式組成部分。新標準規定了三種圖表，其中一種是傾斜邊緣（邊緣 SFR 或 E-SFR）圖表，其對比度要低得多（4:1；如下右圖所示）。
 與 SFRplus 圖表相比，
|
傾斜邊緣演算法 計算 MTF/SFR 的演算法改編自Peter Burns編寫的 Matlab 程式 sfrmat (  為了實現 ISO 12233:2000 標準，Imatest SFR、SFRplus 和 eSFR ISO 進行了多項改進，包括更精確的邊緣檢測、更好的鏡頭畸變處理、更友善的介面以及更詳細的輸出。原始 Matlab 程式碼可在http://losburns.com/imaging/software/SFRedge/index.htm取得。在將 sfrmat 的結果與 Imatest 進行比較時，請注意，如果未向 sfrmat 輸入 OECF（色調響應曲線）文件，則 sfrmat 預設不使用色調響應曲線，即gamma = 1（線性響應）。由於 Imatest 中 gamma 的預設值為 0.5（這是數位相機的典型值），因此您必須將 gamma 設為 1 才能與 sfrmat 的結果獲得良好的一致性。 |
取得圖表
概括
Edge SFR 三款色卡——標準版（最低）、增強版和擴展版——可在Imatest 商店購買，並提供多種材質選擇：噴墨列印（反射式和透射式）、LVT 膠片（透射式）和相紙（反射式；解析度遠高於噴墨列印色卡）。 （對於鍍鉻玻璃色卡，通常建議使用 SFRplus 版本，因為鍍鉻玻璃無法支援灰階。）噴墨印色卡可以使用寬體噴墨印表機列印，但您需要使用優質材料，具備一定的列印技巧和色彩管理知識。我們強烈建議您購買色卡。
噴墨列印和照片列印的圖表應貼在 32x40 英吋或 40x60 英吋、1/2 英吋（12.5 毫米）厚的泡棉板上，黏貼時可使用噴膠（例如 3M ™ 77 或 Photo Mount）或雙面膠帶（例如 3M ™ #568 可定位膠）。 1/2 英吋厚的泡棉板比標準的 1/4 英吋或 3/8 英吋厚的泡棉板更平整。 PVC 板也是一個非常好的選擇：它可能更耐用，而且有多種尺寸可供選擇。
拍攝圖表。
框架要求： 理想的作物 右側的裁切嚴格符合 ISO 標準，但實際測量並非必須。採用這種裁切方式，楔形塊的校準將是正確的（LW/PH 為列印數值乘以 100）。這些數值不用於Imatest分析。 |  |
 近距離裁剪：定位標記以及左右（中間一行）方框應位於影像內。如果無法做到這一點，請使用SFR（選擇性裁剪） 。 |  遠景裁切：圖表應至少佔據影像高度的一半。不建議採用這種裁剪方式，因為影像邊界附近的區域不會被分析，邊緣和其他特徵可能太小，無法在低解析度影像上提供最佳（一致）的結果。 |
- 圖表的邊界可能超出影像範圍（如下） ，也可能完全位於影像內部。該軟體旨在適應各種不同的畫面構圖和寬高比。靠近左右邊界的邊緣將被正確定位，必要時將省略。如果圖表的側邊位於影像內部，您應盡量減少可能被誤認為是定位標記的干擾圖案。圖表在圖像內的背景應盡可能為淺灰色到中灰色。如果背景出現問題，您可以在eSFR ISO 設定視窗中裁切影像。
- 盡可能避免使用可能被誤認為是圖表區域外註冊標記的圖案。實際上，eSFR ISO 在這些情況下表現出驚人的穩健性，但最好保持周圍環境簡潔，並盡可能接近中性灰（反射率 15-25%）。
（雖然還不夠完美──如果再精確一些就更好了）
圖表邊緣超出圖像範圍是可以接受的（而且很常見）。
- 可以使用 《建構低成本測試實驗室》中介紹的技術來校準圖表。 eSFR ISO 可以容忍中等程度的偏差：例如約 2 度的傾斜、一些透視（梯形）畸變等，但應盡一切努力正確校準圖表。中等程度的桶形變形或枕形變形（<8% SMIA）也是可以容忍的，但對於具有嚴重桶形畸變的極端魚眼鏡頭，應使用預先變形的圖表。
- 可以使用eSFR ISO 設定視窗中的「裁剪邊框」按鈕裁剪影像（從…開始），以去除邊緣附近的干擾特徵。
如果可以使用曝光補償，增加 1 檔光圈通常會產生更好的曝光，尤其是在灰階梯圖圖案上。
燈光
下表總結了照明注意事項。目標是實現均勻、無眩光的照明。大多數情況下，30 到 45 度之間的照明角度最為理想。建議至少使用兩盞燈（兩側各一盞）；四盞或六盞燈效果較好。避免在相機後方照明，以免產生眩光。曝光前，請檢查是否有眩光以及照明均勻性。有關建議照明設定的詳細說明，請參閱Imatest 測試實驗室。 （我們之前建議使用 4700K（接近日光）的 SoLux石英鹵素燈，但現在建議使用 LED 燈，LED 燈的亮度和色溫均可調節。） BK Precision 615 照度計（勒克斯計）是一款出色的低成本儀器（約 100 美元），可用於測量照明的強度和均勻性。
簡化的照明圖
距離
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使用愛普生 2200（一款高品質顏料噴墨照片印表機）在高級光澤紙上列印一張信紙大小（8.5 x 11 吋）的圖表，並使用 630 萬像素的佳能 EOS-10D 相機分析其 MTF 值。當影像區域寬度至少為 22 英吋（56 公分）—是圖表長度的兩倍時，MTF 值沒有變化。對於較小的影像區域，效能則緩慢下降。
選擇合適的相機到目標距離，使影像視野寬度至少達到此值。實際距離取決於感光元件尺寸和鏡頭焦距。最小影像視野如圖右所示。
像素越多的相機，其潛在解析度越高，影像視野寬度就越大，因此列印的圖表寬度也越大。
高品質噴墨圖表的距離/視野寬度指南（使用照片列印圖表可以獲得更精確的距離/視野寬度指南。） |
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| 影像場寬（英吋）> 8.8 × √(百萬像素) 影像視野寬度（公分）> 22 × √(百萬像素) — 或 —目標每英吋的感測器像素數不應超過 140 個，或目標每公分的感測器像素數不應超過 55 個。 — 或 —對於 600-1000 萬像素的數位單眼相機，目標距離應至少為鏡頭焦距的 40 倍。 （對於 600 萬像素的數位單眼相機，25 倍是絕對最小值；40 倍留有一定的餘裕。）對於感光元件尺寸小得多的卡片式數位相機，目標距離應至少為實際焦距的 100 倍：其視野與像素數相近的數位單眼相機大致相同。建議的距離詳見下文「圖表品質與距離」部分。 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 關於小型數位相機的鏡頭焦距，人們常常感到困惑。它們通常以“35mm等效焦距”的形式給出，許多攝影師可以將其與視角聯繫起來。 35-105mm或28-140mm是典型的“35mm等效焦距”，但這並非真正的鏡頭焦距，真正的鏡頭焦距通常不會出現在規格參數中。規格參數中給出的是以1/ n英吋為單位的感測器尺寸，這種表示方法是基於早已過時的視差管的外徑，容易引起誤解。右側的表格將1/ n表示法與感測器的對角線尺寸關聯起來。真正的焦距 = “35mm等效焦距” × (對角線尺寸，毫米) / 44.3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
曝露
右側影像（取自佳能文件檢視器實用程式）曝光接近完美。通常情況下，進行一些曝光補償（約+0.7或+1檔光圈）會有所幫助。
良好的曝光對於獲得準確的 eSFR ISO 結果至關重要。圖表中的黑色區域和白色區域都不應出現過曝－即大面積區域達到像素值 0 或 255。確保正確曝光的最佳方法是使用數位相機的直方圖。黑色區域（左側的峰值）應高於最小值，白色區域（右側的峰值）應低於最大值。
| 拍攝圖表的技巧 |
| 只要目標物距離相機夠遠，使得清晰度受限於相機和鏡頭而非目標物，距離就不是關鍵因素。列印 eSFR ISO 圖表需要一台寬螢幕印表機（能夠列印至少 24 吋高的影像）。 |
| 目標區域應光線均勻，無眩光。 |
| 白平衡應大致保持中性。 |
| 使用穩固的三腳架和快門線。對於單眼相機，如果可以，請使用反光鏡預升功能。您可以使用 Imatest SFR 來體驗優質三腳架或反光鏡預升功能帶來的差異—從而真正提升您的拍攝技巧（此處雙關）。 |
| 務必確保影像曝光充足，明暗區域的細節都能保留。任何區域都不應被遮擋（裁剪）。使用相機的直方圖。如果超過 0.5% 的像素處於 0 或 255 級別，Imatest SFR 將判定發生了裁剪並發出警告訊息。這不會影響計算結果，只是提醒您精確度可能會受到影響。 |
| 請確保相機已正確對焦在圖表上。 |
| 將傾斜邊緣的影像放置在場地角落附近以及中心附近。 |
| 將相機拍攝的影像儲存為 RAW 檔案或高品質 JPEG 檔案。如果您使用 RAW 轉換器，請將其轉換為 JPEG（最高品質）、TIFF 或 PNG 格式。如果您使用膠片拍攝，請沖洗並掃描。 |
| 如果資料夾包含無意義的相機產生的檔案名，例如 IMG_3734.jpg、IMG_3735.jpg 等，您可以使用「檢視/重新命名檔案」公用程式將它們變更為包含焦距、光圈等的有意義的名稱，該實用程式利用儲存在每個檔案中的 EXIF 資料。 |
| 現在您可以執行 Imatest eSFR ISO 了。 |
連結
《如何解讀MTF曲線》，作者是卡爾‧蔡司的HH Nasse。這是一篇非常出色且詳盡的入門介紹，共33頁，需要耐心閱讀。文章詳細解說了MTF曲線，類似SFRplus中的鏡頭式MTF曲線。 第二部分內容更加豐富。他們研發的（光學） MTF測試儀K8也值得關注。
Luminous Landscape.com網站上的MTF 理解介紹要簡短得多。
理解圖片清晰度和MTF： Imatest作者撰寫的多篇系列文章，大部分寫於Imatest創立之前。內容較為專業。
Peter D. Burns (2000) 的《數位相機和掃描器分析的斜邊 MTF》 （ 另見參考文獻）是對 ISO 12233 斜邊測量的優秀介紹。密切相關的文獻包括：Don Williams 和 Peter D. Burns (2001) 的《使用 MTF 進行數位拍攝診斷》 以及 Don Williams 和 Peter D. Burns (2007) 的《將 ISO/TC42 數位相機解析度標準應用於行動影像產品（其中包含為修訂版 ISO 12233 標準所提出的早期影像斜邊測試圖的標準對比度）。
Bob Atkins對MTF 和 SQF做了精彩的介紹。 SQF（主觀品質因子）是衡量感知到的列印清晰度的指標，它結合了人眼的對比敏感度函數 (CSF)。該指標將於 2006 年 10 月下旬加入 Imatest Master 中。
Optikos公司生產用於測量鏡頭MTF的儀器。他們出品的64頁PDF文件《 如何測量鏡頭的MTF和其他特性》尤其值得注意。
現在測試已經設定完畢，您可以執行分析，然後查看傾斜邊緣結果或eSFR ISO 的其他結果。