图像文件格式和采集设备

Imatest可以读取多种文件类型，包括许多标准Matlab 不支持的文件类型。Imatest还可以从大量设备获取文件。本页列出了文件和设备类型，分为四个部分：

有缺陷的图像文件 文件扩展名错误 大多数文件类型都通过文件扩展名来识别，扩展名不区分大小写。有时文件扩展名可能不正确（例如，PNG 文件可能带有 JPG 扩展名）。Imatest 无法读取这些文件。如果您遇到文件读取问题，我们建议您使用Irfanview （一款优秀的免费工具，强烈推荐）打开它。Irfanview 会显示一条消息，解释问题所在并提供相应的操作建议（通常是将文件重命名为正确的扩展名）。 “清洗”损坏的文件有时， Imatest （依赖于 Matlab 库）无法读取某个文件，但Irfanview可以读取，显然 Irfanview 的读取机制更加强大。在这种情况下，您可以使用 Irfanview 通过另存为新文件（通常会使用略有不同的文件名，以表明它并非原始文件）来“清洗”图像文件。这种方法通常效果很好，但以下情况是一个罕见的例外。 有颜色吗？ 图像文件要么是彩色的，要么是单色的。但我们最近发现一个文件，它明明是彩色的，但在 Windows 属性中以及用Imatest打开时却显示为单色。您可以点击或右键点击此图像（在右侧）进行下载。该图像在 Windows 资源管理器（图标视图）中显示正常，但当您右键点击图像，选择“属性” ，然后点击“详细信息”选项卡时，会显示“位深度 = 8”，这表明它是单色图像（彩色图像的位深度应为 24 或 48）。使用 Matlab 库的Imatest会将其作为单色图像打开。如果您在Irfanview中打开该文件，然后将其另存为 PNG 或 TIFF 格式，它仍然会作为单色图像打开；但如果将其另存为 JPEG 格式，则会作为彩色图像打开。 对于这种情况，我们没有通用的建议，只是提醒您文件可能会以各种奇怪的方式损坏，如果程序运行异常，则应仔细检查文件。如果可能，请尝试从源头解决问题，这通常涉及正确配置（EXIF）元数据。

标准（可互换）静态图像文件

Matlab imread 函数支持的所有静态图像文件类型。

常用文件格式以粗体显示。详情请参阅Matlab 文档：imread 。标准文件的特殊情况如下所述。

HDR（高动态范围）文件

扩展名为HDR 的文件可以使用Matlab 的 hdrread函数读取，并可以使用Matlab 的 hdrwrite函数通过Read Raw 、图像处理和其他 Imatest 模块写入。这些文件采用Radiance HDR格式。

EXR（ OpenEXR ）

使用OpenEXR库读取扩展名为EXR 的文件。OpenEXR 通常用于存储采用学院色彩编码系统 (ACES) 编码的高动态范围图像，支持 16 位浮点、32 位浮点和 32 位整数像素。支持同时包含“R”、“G”、“B”和“Y”、“BY”、“RY”通道的文件。后者会在内部转换为使用 Rec.709 原色的线性 RGB 色彩空间。目前，任何其他通道都会被忽略。最大像素值限制为 1.0，并且目前会在此级别进行裁剪。“R”、“G”和“B”通道的值将按文件中存储的原始值读取（不会进行额外的色彩空间转换）。

PGM（便携式灰度图）文件

扩展名为PGM的文件可以使用 Matlab 的 imread 函数读取，并可通过图像处理程序写入。某些 PGM 文件可能需要交换字节序才能正确读取。这可以通过在读取文件之前，在“选项 II”设置窗口中选中“ PGM 文件读取：交换字节序”复选框来实现。 “选项 II”窗口可以从 Imatest 主窗口的“设置”菜单访问。

多图像 TIFF

某些 TIFF 图像块（扩展名为 .tif 或 .tiff）包含多幅图像。这些图像可能来自不同波段的多光谱相机，或者尺寸各不相同。当检测到此类文件时，Imatest 允许您选择要分析的图像。

默认情况下，每当读取多图像 TIFF 文件时，都会打开多图像 TIFF 文件选择窗口。

多图像 TIFF 文件选择窗口

如果您不希望在读取文件期间显示此窗口，请取消选中“显示此窗口...”复选框。（要读取的图像编号将被保存。）您始终可以从“设置”中打开它。

在读取文件时打开图像预览，只有在选中“预览图像”复选框后才会显示图像预览。

从“设置”下拉菜单打开时，直到按下“读取文件”按钮才会显示图像。

目前， Imatest无法批量分析多图像文件中的图像。（多图像文件中的图像大小并不总是相同的。）要准备用于批量分析的图像，您可以单击右上角的按钮之一，保存选定的单个图像或所有图像（文件名后附加 _01 到 _nn）。

第一阶段原始 TIFF 格式文件

第一阶段的原始文件扩展名为 tiff。这些文件较大（>10MB），但第一张图像是较小的缩略图（宽度 < 400 像素；高度 < 300 像素），并被标记为“第一阶段”。当检测到这些文件时，它们会被视为原始文件，并由LibRaw进行转换。

YUV

Imatest 2020.2可以读取四种YUV420格式和一种YUV422格式。YUV 文件会被转换为 RGB 格式。  Rec.709色彩空间（类似于 sRGB）。

YUV 文件通过yuv文件扩展名来识别。

由于 YUV 文件是纯二进制文件，不包含任何元数据，因此它们不包含格式和图像尺寸信息。YUV格式以及图像的宽度和高度（默认设置为 1080P）应在“设置”中进行设置。“设置”显示在右侧。

YUV 格式（用于指定 Y、U、V 颜色数据的排列方式）可以通过反复试验来确定，方法是使用颜色清晰的图像（色卡效果很好）。只有一种设置能获得正确的颜色。

右图展示了标准（P = 平面 = 非交错）YUV420 配置中 Y、U 和 V 数据的顺序。GitHub 上的“关于 YUV 格式”页面列出了不少于四种YUV420 格式。

我们可以根据客户要求添加其他YUV格式（有很多种）。我们需要一张颜色清晰的图像来测试代码。

Targa（TGA 扩展）

根据维基百科，Truevision TGA（通常称为 TARGA）是一种光栅 图形文件格式，由Truevision Inc. （现为Avid Technology 的一部分）于 1984 年创建。

DPX

数字图像交换( DPX ) 是电影行业用于数字中间片和视觉特效制作的常用文件格式，也是ANSI / SMPTE标准 (268M-2003)。DPX 支持多种位深度，但Imatest尚未测试所有可能的位深度组合。如果您遇到任何问题，请联系我们：[email protected]

DPX 格式的一个特殊之处在于，R 和 B 通道有时会互换（在我们从网上下载的示例图像中，这种情况并不一致），而且DPX 标头字段中并未指定顺序。为了解决这个问题，设置中有一个“DPX 读取：反转 RGB”选项，该选项可能已启用也可能未启用。您应该选择能够显示正确颜色的设置。

CSV

是的，过去人们确实使用过老式的、Excel 可读取的 CSV 文件来存储红外图像。（当然，这种方法效率极低，而且很可能已经过时了。）

HEIC

高效图像容器 (HEIC) ：这是苹果公司为 iPad 和 iPhone 开发的一种图像文件格式，目前 MATLAB 和 Imatest尚不支持。一旦我们找到合适的 MATLAB 程序或 Mathworks 将其添加到 imread 中，我们将立即添加支持。同时，MATLAB Answers 页面——“如何使用 MATLAB 导入苹果手机的 .heic 图像文件？” ——推荐使用ImageMagick 的 mogrify 函数。

原始文件

原始文件包含直接从图像传感器输出获取的线性数据（大致如此）。它们通常未经去马赛克、伽马编码、色彩校正、白平衡、锐化或降噪处理。为了在大多数应用程序中使用，必须将其转换为可互换的格式。Imatest对原始文件的支持在“原始文件”部分有详细描述。

商业原始文件

商业RAW文件（佳能、尼康、松下、索尼等）采用专有格式，解码起来很复杂。在Imatest中， LibRaw会将它们转换为标准的、可互换的静态图像格式，LibRaw是Imatest自带的（它取代了不再更新的dcraw）。

当然，您可以使用各种RAW格式转换器进行外部转换。一些用户使用通用RAW格式转换器，例如Adobe Lightroom或RawTherapee ，以便对各种相机进行一致的信号处理。

虽然提供了支持的相机列表，但没有提供支持的文件扩展名列表。以下是一个较旧的列表，其中可能遗漏了一些当前的扩展名。

3fr,arw,bay,bmq,cine,cr2,cr3,crw,cs1,dc2,dcr,dng,erf,fff,
hdr,ia,jpg,k25,kc2,kdc,mdc,mef,mos,mrw,nef,nrw,
orf、pef、pxn、qtk、raf、raw、rdc、rw2、sr2、srf、sti、tif、x3f

除 RAW（广泛用于开发系统 RAW 文件）之外，其他扩展名的文件均可由 LibRaw 解码。列表中值得注意的 RAW 格式包括ARRIRAW 格式（ARW；用于 Arri 电影摄影机的静态帧）、 Adobe 数字负片（DNG；Adobe 尝试标准化商业 RAW 格式——但并未获得业界广泛认可）以及Fuji X-Trans 传感器（其与标准的拜耳阵列有所不同）。

Imatest 为 LibRaw 提供了一个图形用户界面前端（如右图所示），允许您选择许多选项（去马赛克或拜耳原始图像、位深度、线性编码或伽马编码、是否进行白平衡、是否转换为色彩空间）。详情请参见“原始文件 - LibRaw 去马赛克” 。

通用读取原始文件（二进制/开发系统原始文件）

二进制文件（通常来自开发系统）使用通用读取原始数据进行解码（详情请点击此处），这对于用于制造质量控制的 Imatest IT（工业测试版）尤其有用。

通用读取的原始文件通过其扩展名进行识别，该扩展名由用户在设置窗口的“文件扩展名设置”部分中设置。最多可以注册 16 个扩展名。（当我们从客户那里收到这些文件时，它们几乎总是带有 .raw 扩展名，因此我们必须为它们分配唯一的扩展名。）

有很多选项可供选择：最重要的包括宽度、高度以及输入和输出像素大小（位深度）。其他选项包括位移（自动、固定或无）、像素偏移（默认为 0）、字节序（对于 16 位及以上位深度：小端或大端）、旋转/镜像、白平衡和色阶以及去马赛克。详情请参阅“Raw 文件 - 通用读取 Raw” 。

Adobe DNG

Adobe DNG 文件是一种特殊的原始文件格式，旨在成为多种相机使用的标准格式。它们对于测量图像传感器的动态范围尤其有价值。

我们在这里提到它们是因为 Imatest 有几种读取它们的方法，可以在“选项 II”窗口中选择。

有关不同方法的更多详细信息，请参阅原始文件 - DNG 。

视频文件

Imatest 可以从Matlab VideoReader类支持的视频文件格式中获取单个帧或帧组。

视频文件可通过以下扩展名识别：mov、avi、mj2、mpg、mp2 和 m4v。当文件具有这些扩展名之一时，将打开视频播放器窗口。

此窗口包含多个选项。您可以按“播放”或“停止”按钮查看文件内容。您可以按“标记/取消标记帧”按钮选择要分析的帧。您可以按“标记入点”和“标记出点”按钮选择一系列帧。选定的帧会显示在“已选帧”框中，您可以根据需要清除该框。选择合适的帧后，按“是，继续”。

以下是所有格式的完整列表。我们可以根据需要添加格式。

用于 Imatest 的采集设备

Imatest Master支持从大量设备直接采集图像（除了所有Imatest文件格式外）。直接采集功能由三个模块支持，几乎涵盖了所有Imatest测量： Rescharts （所有分辨率图表——斜边、西门子星形、对数 F 对比度、散落硬币（枯叶）等）、 Multicharts （各种彩色和灰度图表）以及Uniformity Interactive （大多数平场测量）。

每个模块都有一个“重新加载”按钮，点击后图像会实时持续更新。这样，您可以对系统进行调整并立即看到效果。

图像采集设置
在设置中

右侧“设置”下拉菜单中的图像采集设置用于选择采集设备并进行某些设置。下方所示的“设备管理器”是Matlab 图像采集工具箱的界面。

安森美半导体 Devware

请参阅Imatest 与 DevWare 的说明。您需要下载并安装安森美半导体 (ON Semi) 的 DevWare 软件。DevWare 和Imatest都需要以管理员身份运行。

全视

Omnivision Imatest 快速入门指南中对此进行了描述。

Android 相机界面

在Imatest IS 的 Android 相机界面中进行了描述。

图像采集工具箱

在从Matlab 图像采集工具箱支持的设备获取图像之前，应从“实用工具”菜单或“Rescharts”、“Multicharts”和“Uniformity Interactive”窗口的设置中打开“设备管理器” 。设备列表将显示在左上角，所选设备的设置将显示在其下方。

设备列表中的第 2 至 7 号设备（即使设备不存在也会显示）由自定义Imatest代码支持。最后四个设备（DeckLink Studio 4K、Blackmagic WDM Capture、Microsoft LifeCam VX-7000 和 DeckLink Video Capture）是图像采集工具箱检测到的可用设备（分别是 Microsoft 网络摄像头和 Blackmagic DeckLink Studio 4K 帧采集卡）。

打开设备管理器时，图像为空白。按下“开始预览”按钮后，图像才会出现。按下“保存”按钮后，您可以使用支持直接图像采集的三个模块（Rescharts、Multicharts 或 Uniformity Interactive）中的任何一个来获取图像，并且可以使用“重新加载”按钮持续刷新显示。

“支持的图像采集硬件”页面列出了支持的设备和接口。更多信息请参见“Matlab 图像采集工具箱硬件支持”页面。