影像檔案格式和擷取設備

Imatest可以讀取多種檔案類型，包括許多標準Matlab 不支援的檔案類型。 Imatest也可以從大量裝置取得檔案。本頁列出了文件和設備類型，分為四個部分：

有缺陷的圖像文件 檔案副檔名錯誤 大多數檔案類型都透過檔案副檔名來識別，副檔名不區分大小寫。有時檔案副檔名可能不正確（例如，PNG 檔案可能帶有 JPG 副檔名）。 Imatest 無法讀取這些檔案。如果您遇到文件讀取問題，我們建議您使用Irfanview （一款優秀的免費工具，強烈建議）打開它。 Irfanview 會顯示一則訊息，解釋問題所在並提供相應的操作建議（通常是將檔案重新命名為正確的副檔名）。 「清洗」損壞的文件有時， Imatest （依賴 Matlab 庫）無法讀取某個文件，但Irfanview可以讀取，顯然 Irfanview 的讀取機制更加強大。在這種情況下，您可以使用 Irfanview 透過另存為新檔案（通常會使用略有不同的檔案名，以表明它並非原始檔案）來「清洗」影像檔案。這種方法通常效果很好，但以下情況是一個罕見的例外。 有顏色嗎？ 圖像檔案要么是彩色的，要么是單色的。但我們最近發現一個文件，它明明是彩色的，但在 Windows 屬性中以及用Imatest打開時卻顯示為單色。您可以點擊或右鍵點擊此圖像（在右側）進行下載。該圖像在 Windows 資源管理器（圖示檢視）中顯示正常，但當您右鍵點擊圖像，選擇“屬性” ，然後點擊“詳細資料”標籤時，會顯示“位元深度 = 8”，這表示它是單色影像（彩色影像的位元深度應為 24 或 48）。使用 Matlab 庫的Imatest會將其作為單色圖像開啟。如果您在Irfanview中開啟該文件，然後將其儲存為 PNG 或 TIFF 格式，它仍然會作為單色影像開啟；但如果將其另存為 JPEG 格式，則會作為彩色影像開啟。 對於這種情況，我們沒有通用的建議，只是提醒您檔案可能會以各種奇怪的方式損壞，如果程式運作異常，則應仔細檢查檔案。如果可能，請嘗試從源頭解決問題，這通常涉及正確配置（EXIF）元資料。

標準（可互換）靜態影像文件

Matlab imread 函數支援的所有靜態影像檔案類型。

常用文件格式以粗體顯示。詳情請參閱Matlab 文件：imread 。標準文件的特殊情況如下所述。

HDR（高動態範圍）文件

副檔名為HDR 的檔案可以使用Matlab 的 hdrread函數讀取，並且可以使用Matlab 的 hdrwrite函數透過Read Raw 、映像處理和其他 Imatest 模組寫入。這些文件採用Radiance HDR格式。

EXR（ OpenEXR ）

使用OpenEXR庫讀取副檔名為EXR 的檔案。 OpenEXR 通常用於儲存採用學院色彩編碼系統 (ACES) 編碼的高動態範圍影像，支援 16 位元浮點、32 位元浮點和 32 位元整數像素。支援同時包含「R」、「G」、「B」和「Y」、「BY」、「RY」通道的檔案。後者會在內部轉換為使用 Rec.709 原色的線性 RGB 色彩空間。目前，任何其他通道都會被忽略。最大像素值限制為 1.0，目前會在此層級進行裁切。 「R」、「G」和「B」通道的值將按檔案中儲存的原始值讀取（不會進行額外的色彩空間轉換）。

PGM（便攜式灰階圖）文件

副檔名為PGM的檔案可以使用 Matlab 的 imread 函數讀取，並可透過影像處理程序寫入。某些 PGM 檔案可能需要交換位元組序才能正確讀取。這可以透過在讀取檔案之前，在「選項 II」設定視窗中選取「 PGM 檔案讀取：交換位元組序」複選框來實現。 「選項 II」視窗可以從 Imatest 主視窗的「設定」選單存取。

多影像 TIFF

某些 TIFF 影像區塊（副檔名為 .tif 或 .tiff）包含多張影像。這些影像可能來自不同波段的多光譜相機，或者尺寸各不相同。當偵測到此類檔案時，Imatest 允許您選擇要分析的映像。

預設情況下，每當讀取多圖像 TIFF 檔案時，都會開啟多圖像 TIFF 檔案選擇視窗。

多圖像 TIFF 檔案選擇窗口

如果您不希望在讀取檔案期間顯示此窗口，請取消選取「顯示此視窗...」複選框。 （要讀取的圖像編號將被保存。）您始終可以從「設定」中開啟它。

讀取檔案時開啟影像預覽，只有在選取「預覽影像」複選框後才會顯示影像預覽。

從「設定」下拉式選單開啟時，直到按下「讀取檔案」按鈕才會顯示影像。

目前， Imatest無法批次分析多映像檔中的映像。 （多圖像檔案中的圖像大小並不總是相同的。）要準備用於批次分析的圖像，您可以單擊右上角的按鈕之一，保存選定的單個圖像或所有圖像（檔案名稱後附加 _01 到 _nn）。

第一階段原始 TIFF 格式文件

第一階段的原始檔案副檔名為 tiff。這些檔案較大（>10MB），但第一張影像是較小的縮圖（寬度 < 400 像素；高度 < 300 像素），並被標記為「第一階段」。當偵測到這些文件時，它們會被視為原始文件，並由LibRaw進行轉換。

YUV

Imatest 2020.2可以讀取四種YUV420格式和一種YUV422格式。 YUV 檔案會轉換為 RGB 格式。  Rec.709色彩空間（類似 sRGB）。

YUV 檔案透過yuv檔案副檔名來識別。

由於 YUV 文件是純二進位文件，不包含任何元數據，因此它們不包含格式和影像尺寸資訊。 YUV格式以及影像的寬度和高度（預設為 1080P）應在「設定」中進行設定。 “設定”顯示在右側。

YUV 格式（用於指定 Y、U、V 顏色資料的排列方式）可以透過反覆試驗來確定，方法是使用顏色清晰的影像（色卡效果很好）。只有一種設定能獲得正確的顏色。

右圖展示了標準（P = 平面 = 非交錯）YUV420 配置中 Y、U 和 V 資料的順序。 GitHub 上的「關於 YUV 格式」頁面列出了不少於四種YUV420 格式。

我們可以根據客戶要求添加其他YUV格式（有很多種）。我們需要一張顏色清晰的圖像來測試程式碼。

Targa（TGA 擴展）

根據維基百科，Truevision TGA（通常稱為 TARGA）是一種光柵 圖形檔案格式，由Truevision Inc. （現為Avid Technology 的一部分）於 1984 年創建。

DPX

數位影像交換( DPX ) 是電影產業用於數位中間片和視覺特效製作的常用檔案格式，也是ANSI / SMPTE標準 (268M-2003)。 DPX 支援多種位元深度，但Imatest尚未測試所有可能的位元深度組合。如果您遇到任何問題，請聯絡我們：[email protected]

DPX 格式的一個特殊之處在於，R 和 B 通道有時會互換（在我們從網路下載的範例影像中，這種情況並不一致），而且DPX 標頭欄位中並未指定順序。為了解決這個問題，設定中有一個「DPX 讀取：反轉 RGB」選項，該選項可能已啟用或未啟用。您應該選擇能夠顯示正確顏色的設定。

CSV

是的，過去人們確實使用過老式的、Excel 可讀取的 CSV 檔案來儲存紅外線影像。 （當然，這種方法效率極低，而且很可能已經過時了。）

HEIC

高效能影像容器 (HEIC) ：這是蘋果公司為 iPad 和 iPhone 開發的映像檔格式，目前 MATLAB 和 Imatest尚不支援。一旦我們找到合適的 MATLAB 程式或 Mathworks 將其新增至 imread 中，我們將立即新增支援。同時，MATLAB Answers 頁面—「如何使用 MATLAB 匯入蘋果手機的 .heic 映像檔？」 —建議使用ImageMagick 的 mogrify 函數。

原始文件

原始文件包含直接從影像感測器輸出獲取的線性資料（大致如此）。它們通常未經去馬賽克、伽馬編碼、色彩校正、白平衡、銳利化或降噪處理。為了在大多數應用程式中使用，必須將其轉換為可互換的格式。 Imatest對原始文件的支援在「原始文件」部分有詳細描述。

商業原始文件

商業RAW檔案（佳能、尼康、松下、索尼等）採用專有格式，解碼起來很複雜。在Imatest中， LibRaw會將它們轉換為標準的、可互換的靜態映像格式，LibRaw是Imatest自帶的（它取代了不再更新的dcraw）。

當然，您可以使用各種RAW格式轉換器進行外部轉換。有些使用者使用通用RAW格式轉換器，例如Adobe Lightroom或RawTherapee ，以便對各種相機進行一致的訊號處理。

雖然提供了支援的相機列表，但沒有提供支援的檔案副檔名列表。以下是一個較舊的列表，其中可能遺漏了一些當前的擴展名。

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（廣泛用於開發系統 RAW 檔案）之外，其他副檔名的檔案均可由 LibRaw 解碼。清單中值得注意的 RAW 格式包括ARRIRAW 格式（ARW；用於 Arri 電影攝影機的靜態影格）、 Adobe 數位負片（DNG；Adobe 嘗試標準化商業 RAW 格式——但並未獲得業界廣泛認可）以及Fuji X-Trans 感測器（其與標準的拜耳陣列有所不同）。

Imatest 為 LibRaw 提供了一個圖形使用者介面前端（如右圖所示），讓您可以選擇許多選項（去馬賽克或拜耳原始影像、位元深度、線性編碼或伽馬編碼、是否進行白平衡、是否轉換為色彩空間）。詳情請參閱“原始文件 - LibRaw 去馬賽克” 。

通用讀取原始檔案（二進位/開發系統原始檔案）

二進位檔案（通常來自開發系統）使用通用讀取原始資料進行解碼（詳情請點擊此處），這對於用於製造品質控制的 Imatest IT（工業測試版）尤其有用。

通用讀取的原始檔案透過其副檔名進行識別，該副檔名由使用者在設定視窗的「檔案副檔名設定」部分中設定。最多可以註冊 16 個擴展名。 （當我們從客戶那裡收到這些文件時，它們幾乎總是帶有 .raw 擴展名，因此我們必須為它們分配唯一的擴展名。）

有許多選項可供選擇：最重要的包括寬度、高度以及輸入和輸出像素大小（位元深度）。其他選項包括位移（自動、固定或無）、像素偏移（預設為 0）、位元組序（對於 16 位元及以上位元深度：小端或大端）、旋轉/鏡像、白平衡和色階以及去馬賽克。詳情請參閱“Raw 檔案 - 通用讀取 Raw” 。

Adobe DNG

Adobe DNG 檔案是一種特殊的原始檔案格式，旨在成為多種相機使用的標準格式。它們對於測量影像感測器的動態範圍尤其有價值。

我們在這裡提到它們是因為 Imatest 有幾種讀取它們的方法，可以在「選項 II」視窗中選擇。

有關不同方法的更多詳細信息，請參閱原始文件 - DNG 。

視訊檔案

Imatest 可以從Matlab VideoReader類別支援的視訊檔案格式中取得單一幀或幀組。

視訊檔案可透過以下副檔名識別：mov、avi、mj2、mpg、mp2 和 m4v。當檔案具有這些副檔名之一時，將開啟視訊播放器視窗。

此視窗包含多個選項。您可以按“播放”或“停止”按鈕查看文件內容。您可以按“標記/取消標記幀”按鈕選擇要分析的幀。您可以按下「標記入點」和「標記出點」按鈕選擇一系列影格。選定的幀會顯示在「已選取幀」方塊中，您可以根據需要清除該框。選擇合適的幀後，按“是，繼續”。

以下是所有格式的完整清單。我們可以根據需要添加格式。

用於 Imatest 的採集設備

Imatest Master支援從大量裝置直接擷取影像（除了所有Imatest檔案格式外）。直接採集功能由三個模組支持，幾乎涵蓋了所有Imatest測量： Rescharts （所有分辨率圖表——斜邊、西門子星形、對數 F 對比度、散落硬幣（枯葉）等）、 Multicharts （各種彩色和灰度圖表）以及Uniformity Interactive （大多數平場測量）。

每個模組都有一個「重新載入」按鈕，點擊後影像會即時持續更新。這樣，您可以對系統進行調整並立即看到效果。

影像擷取設定
在設定中

右側「設定」下拉式選單中的影像擷取設定用於選擇擷取設備並進行某些設定。下方所示的「裝置管理員」是Matlab 影像擷取工具箱的介面。

安森美半導體 Devware

請參閱Imatest 與 DevWare 的說明。您需要下載並安裝安森美半導體 (ON Semi) 的 DevWare 軟體。 DevWare 和Imatest都需要以管理員身分執行。

全視

Omnivision Imatest 快速入門指南中對此進行了描述。

Android 相機介面

在Imatest IS 的 Android 相機介面中進行了描述。

影像擷取工具箱

在從Matlab 影像擷取工具箱支援的裝置取得影像之前，應從「實用工具」功能表或「Rescharts」、「Multicharts」和「Uniformity Interactive」視窗的設定中開啟「裝置管理員」 。設備清單將顯示在左上角，所選設備的設定將顯示在其下方。

設備清單中的第 2 至 7 號設備（即使設備不存在也會顯示）由自訂Imatest代碼支援。最後四個裝置（DeckLink Studio 4K、Blackmagic WDM Capture、Microsoft LifeCam VX-7000 和 DeckLink Video Capture）是影像擷取工具箱偵測到的可用裝置（分別是 Microsoft 網路攝影機和 Blackmagic DeckLink Studio 4K 幀擷取卡）。

開啟裝置管理員時，影像為空白。按下「開始預覽」按鈕後，影像才會出現。按下「儲存」按鈕後，您可以使用支援直接影像擷取的三個模組（Rescharts、Multicharts 或 Uniformity Interactive）中的任何一個來取得影像，並且可以使用「重新載入」按鈕持續刷新顯示。

「支援的影像擷取硬體」頁面列出了支援的設備和介面。更多資訊請參閱「Matlab 影像擷取工具箱硬體支援」頁面。