利用斜边分辨率分析(第二部分)

运行倾斜边缘分辨率分析(交互式和自动模式设置)

Imatest 的斜边分辨率分析模块——SFRplus、eSFR ISO、SFRreg 和 Checkerboard——使用专门设计的测试图表,对几个关键的图像质量因素进行高度自动化的测量。本文档将介绍如何在Rescharts中运行这些模块,以及如何保存设置以进行自动运行。

四个介绍页——SFRplus 、 eSFR ISO 、 SFRreg和棋盘格——描述了每个模块,并解释了如何获取和拍摄图表。

Recharts 结果第 3 部分和第 4 部分说明了结果。

本页面结合了四种倾斜边缘分辨率分析方法以及自动区域检测的说明。
SFRplus、eSFR ISO、SFRreg 和 Checkerboard。
这些模块包含许多常用功能。

在许多情况下,我们将以SFRplus为例。其他模块也可以替代。

Imatest 5.1新增了图表 MTF 补偿功能,以弥补图表的局限性。这可以使大多数图表的最大像素容量翻倍。

双击 Imatest 图标打开Imatest Imatest_icon_16在

运行 SFRplus

从主窗口:

 

经典模式操作说明:
S SFRplus_rescharts_auto FRplus
、 eSFR ISO 、 SFRreg和Checkerboard以两种模式运行:

  1. 交互式/设置(在Rescharts中)和
  2. 自动(可批量处理) 。

由于每个模块的自动运行都使用交互式/设置运行中的设置,因此应该始终 先运行交互式/设置运行。

以下说明适用于所有倾斜边缘分辨率分析。

要启动交互式/设置运行,请按[模块] 设置或Rescharts , [模块] ,其中[模块]可以是SFRplus 、 eSFR ISO 、 SFRreg或Checkerboard 。 [模块] 设置会打开一个对话框,用于读取所选模块的映像文件。Rescharts更通用;它允许您打开任何Rescharts模块。

这两个按钮均可用于分析所选模块的图像,交互式地查看详细结果,并保存设置以用于高度自动化的SFRplus Auto 、 eSFR ISO Auto 、 SFRreg Auto或Checkerboard Auto运行(或自动化程度更高的Imatest IT版本)。在首次自动运行之前,应至少以交互方式运行一次该模块。您也可以通过按“设置” > “[模块] 自动设置”来更新设置。

正在选择文件

Rescharts窗口右侧显示了用于打开文件的部分。如果显示的图表类型正确,您可以点击“读取图像文件”打开文件;或者,您也可以选择所需的图表类型。您可以选择一个或多个文件,如下所示。如果您选择多个文件,它们可以合并(取平均值),您可以选择保存合并后的文件。

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。

上次运行保存的文件夹会显示在顶部的“查找范围”框中。您可以随意更改它。上次运行的文件名会显示在底部。只需双击即可打开单个文件。您可以使用常用的 Windows 操作方法选择多个文件进行组合运行(交互式运行或自动运行)或批量运行(仅限自动运行):按住 Control 键并单击以添加文件;按住 Shift 键并单击以选择多个文件。然后单击“打开” 。此时会高亮显示三个图像文件。加载大文件可能需要几秒钟时间。

Imagest SFR:打开斜边输入文件对话框
文件选择

多文件选择:在Imatest Master中,可以使用标准的 Windows 操作方式(Shift+单击或 Control+单击)选择多个文件。对于交互式( Rescharts )运行,可以将多个文件合并以降低噪声,或(在某些情况下)观察相机抖动或图像稳定效果。对于[模块] 自动运行,您可以运行大量图像。多图像对话框允许您保存合并后的文件,该文件将以第一个选定文件的名称开头,并在其后附加“_comb_ n” ,其中n为合并的文件数量。
Imatest可以分析来自相机(使用dcraw )或显影系统(使用Generalized Read Raw )的 RAW 文件。这些文件可以是去马赛克文件,也可以是拜耳 RAW 文件:包含未去马赛克数据的标准文件(TIFF 等)。未去马赛克的文件很少用于测量 MTF,因为四个图像平面中每个平面的像素间距是整个图像像素间距的两倍;因此,其 MTF 值低于去马赛克文件。但是,横向色差会因去马赛克而严重失真,最好在拜耳 RAW 文件中测量(并在 RAW 转换过程中进行校正)。有关 RAW 文件的详细信息,请点击此处。

设置窗口

文件(或多个文件)打开后,将出现如下所示的“设置”窗口。此窗口允许您选择要分析的区域组(ROI;显示为紫色矩形)。您还可以选择区域大小、分析垂直或水平边缘等等。点击左侧的“更多设置”将打开SFRplus 的“更多设置” ,您可以在其中选择影响计算和显示的其他设置。点击“自动模式设置”可选择输出图形和文件(适用于 SFRplus 自动模式运行)。浅黄色矩形用于计算颜色/亮度均匀性曲线。

SFRplus 设置窗口;选择 46 个区域(23 个 H + 23 个 V)进行分析

设置窗口中,与加速相关的设置以红色背景显示。
设置区域(左上角)
渠道

选择要分析的通道:R、G、B、Y、仅 R、仅 G、仅 B、仅 Y、平均值、仅平均值。(Y 为亮度通道:通常推荐)。设置 1-4 和 9(R、G、B、Y 和平均值)分析所有通道,但重点显示所选通道(并显示其汇总指标)。设置 5-8 和 10 仅分析所选通道。

仅选择一个通道可以显著加快计算速度。
当其他频道无法播放或
包含无效数据时,它也能有所帮助。

线性化方法指定用于对倾斜边缘 ROI 图像数据进行线性化以进行边缘 SFR 分析的方法。详情如下所述。
伽马(输入)系统假定的伽马值(逆伽马值),用于线性化倾斜边缘 ROI 图像数据。默认值为 0.5。仅当选择“输入伽马值”作为线性化方法时才使用。详见下文。
图表对比
图表边缘对比度(例如,4:1、10:1 或 2:1 对比度边缘)。如果选择“根据图表对比度计算 Gamma”作为线性化方法,则可用于估计每个倾斜边缘 ROI 的 Gamma 值。更多详情见下文。
方向[SFRplus,eSFR ISO] 选项包括:标准方向[默认]、镜像(水平或垂直)、旋转(180、逆时针 90、顺时针 90)。 应用于下一次读取。
注册标记检测[仅限 SFRreg]选项为自动检测 # SFRreg 或 1-30 个注册标记。在某些情况下,手动输入数字可能更快更准确,但通常没有必要。
更多设置打开如下所示的“更多设置”窗口。
自动模式设置打开如下所示的自动模式设置窗口,以控制 Rescharts自动运行。
ROI 选择与分析区域(左下角)

区域选择
(选择要定位的区域。实际投资回报率位于此处)
自动地)

请注意,每个模块的选择项都不同。

选择要分析的区域(感兴趣区域,ROI)。选项如下。区域数量显示在括号内。这是一个非常重要的设置。我们建议用户熟悉以下设置。请注意,中间方块上方和下方的方块通常不用于分析;它们保留用于其他用途(阶梯图、颜色图和/或聚焦图案)。3D 图至少需要 9 个区域(建议 13 个以上)。

SFRplus eSFR ISO
1. 中心 (1)

eSFR ISO区域选择的定义

“9 iso sqs”指的是 ISO 12233:2014 规范中的 9 个正方形,即标准 E-SFR 图表中包含的正方形。

“15个方格”指的是增强型或扩展型图表中的全部15个方格。这些选项(9-14)不应用于标准型图表。

选项 1 和 4-15 分别对应中心边缘和外边缘的不同组合。eSFR ISO 设置窗口中的说明文字已很清楚地解释了这些选项的含义。

2. 中心和角落 (5)
3. 中心、角点、中间点 (9) (中心点与角点之间的对角线上的中间点)
4. 中心,左,右,T,B(5)
5. 中心、角球、左、右、T、B(9)
6. 中心、角球、中途、左、右、T、B (13)
7. 5 行 5 列(不包括步长和颜色 ROI)(23)(5x5 网格边缘,省略中间上下两侧的方格)。结果细节丰富,非常适合 3D 显示。通常在速度和细节之间取得了良好的平衡。
8. 内部正方形(最大 3x5),外边缘3x5 网格(省略中间上方和下方的正方形)表示图像的中心区域。
9. 所有内部方格,外边缘。 紧密的方格网格覆盖了图像的大部分区域,只有边缘附近除外。 1. 中心和外角(6 或 9 个 ISO 正方形)(默认)。请注意,中心正方形始终选择两个区域,并且除 Edge ID 文件的两个区域外,所有区域选择都包含中心区域。
10. 所有方格,包括内部边缘和边界边缘(最佳 3D 地图)。高度精细的网格,推荐用于方格对比度单一的精细 3D 显示。边缘通常互不重叠。
11. 所有正方形,边(很多;重叠;速度慢)所有可用边。速度慢;通常不推荐。 2. 读取边缘 ID/区域选择文件。说明如下。
12. 中心,部分到角落(用于制造测试) (5) 这是制造测试的最小模式,需要高速。 3. 使用最新的 Edge ID 文件。
13. 所有方格,包括内部和外部方格,低对比度方格除外(适用于良好的 3D 地图)。网格细节丰富,推荐用于具有两种对比度级别(大部分为高对比度,少量为低对比度)的精细 3D 显示图表。边缘通常不会重叠。 1、4-8。这些选项适用于所有图表,包括只有 9 个方格的标准(最小)图表。
14. Skype 规范:中心、左上、右下中心。请参阅Skype 支持页面。 9-15. 这些选项适用于增强型或扩展型图表,这些图表有 15 个方格。它们不应用于标准型(9 个方格)图表。
15. 读取边缘 ID/区域选择文件。说明如下。
16. 使用最新的 Edge ID 文件。
17. 中心,位于两侧距离的 75% 处
18. 无区域:快速几何计算
SFRreg棋盘
SFRreg 有单独的设置
垂直和水平区域
1. 中心 (1)
2. 读取边缘 ID/区域选择文件。说明如下。
垂直设置:全部、顶部、底部、无、内部、外部3. 使用最新的 Edge ID 文件。
4-9. 中心、角球、半路、LRTB 的各种组合。
水平设置:全部、左、右、无、内部、外部10. 所有正方形
11-14. 交替方格,从四个位置之一开始。
15、16. 交替列。两个起始行。
17. 选择径向 ROI 区域(相对于中心点的百分比):70 80。
18. 无区域:快速几何计算。

EdgeID/区域选择文件。

边缘 ID/区域选择文件包含倾斜边缘 ROI 位置或选择区域的标识符列表,每行一个标识符,类似于 CSV 和 JSON 输出文件中的列表。数据行分为两种类型:单个 ROI 和 ROI 选择区域。您可以自由选择边缘或区域。

EdgeID 使用说明。点击图片查看完整尺寸。

点击此按钮即可打开此窗口。
 读取 EdgeID/区域选择文件。
点击查看完整尺寸

单击“读取 EdgeID文件”以读取文件,然后单击“确定” 。

单个边缘 ROI 选择线:格式为列_行_边,其中

  • 列号是指相对于中心的列号(x),例如 -3、0、3 等。
  • 行号是指相对于中心的行数(y),例如 -2、0、2 等。注意:行号向下递增,例如 -1 位于中心上方。
  • 侧面为 L、R、T 或 B(左、右、上、下)(SFRplus 和 eSFR ISO 模块)。 (棋盘格模块使用 H 或 V 代替 L、R、T、B)。
  • 省略结果文件中的最后一个字段(_C、_E 等分别代表 Corner、Edge 等)。

例如: -2_1_L选择正方形左边缘,中心左侧两列,中心下方一行。

区域选择行:格式为Z ii nn或S ii nn ,其中

  • Z表示基于中心到角点距离百分比的边缘选择区域。
  • S表示基于中心边距离百分比的边缘选择区域。
  • ii是最小百分比距离。nn 是最大百分比距离。

例如: Z 60 80选择所有中心点位于图像中心与角点之间 60% 到 80% 位置的边缘。可以选择多个区域。

用户可要求添加其他选项。

垂直边缘、水平边缘(或两者兼有)选择垂直边缘或水平边缘(或两者都选)。通常选择垂直边缘,但水平边缘也经常有用。对于镜头式 MTF 曲线图,可以同时使用两者。对于 3D 曲线图,最好只绘制水平或垂直边缘。
步骤图(复选框) [SFRplus,eSFR ISO] (√) 执行阶跃图分析。对于不包含阶跃图的图表(例如透射式铬玻璃图表),应取消选中此项。默认选中。
用于检测的完整/缩减图像[棋盘格]使用全屏、1/2 倍或 1/3 倍图像来检测棋盘格角点。默认设置为全屏,但缩小图像可以加快检测速度,尤其是在检测速度较慢的情况下。
颜色图表[SFRplus、eSFR ISO]对带有颜色图案的图表执行颜色分析,或(仅限 SFRplus)分析中心上方的方块。请确保已在“更多设置”窗口的“设置”区域中输入正确的颜色参考(文件名)和颜色空间。默认情况下未选中。
裁剪功能(正常/排除) [仅限SFRreg]选择作物功能。 “正常作物”表示分析作物区域。 “排除作物”表示排除作物区域,仅分析作物区域之外。
行
(汽车或号码)
[仅限 SFRplus]图表中方格的行数(位于顶部和底部条形之间),或选择“自动”以自动检测行数(默认值)。在极少数情况下,自动检测行数可能会失败,此时实际行数(4、5 或 7)可能效果更佳。如果没有条形,请选择“自动 - 无条形”,则区域将类似于图像顶部和底部有条形时的效果。此时将不会计算畸变和视野。
额外注册标记[仅限 eSFR ISO]用于 MTF 分析的 eSFR ISO 图表之外的额外注册标记数量。默认值为 0。
消极的[仅限 SFRplus] (√) 选中此框可显示负像(深色背景上的浅色方块)。
加速(复选框) (√)通过消除一些许多用户不需要的计算(包括 SQF/锐度、噪声统计和直方图)来加快运行速度。推荐。
投资回报率用于调整 ROI 区域大小的滑块。请使用最大值,以确保与正方形边缘以及顶部和底部条形保持安全距离。如果条形畸变严重,可能需要减小该值。
作物边界允许裁剪图像边缘,去除可能包含在图像中的干扰图案。裁剪图像时,此按钮会变成粉红色。
ROI宽度
(ROI 尺寸滑块下方)和额外平滑
ROI 选择宽度。可用设置:正常、较宽、最宽,以及是否启用额外平滑。标准矩形 ROI 使用正常宽度。对于边缘模糊、需要增强噪声分析或扩展低频响应的区域,请选择较宽或最宽。对于较宽、粗糙或噪声较大的区域(包括抖动的图像),例如在测量喷墨测试图表时,请使用额外平滑选项。
信息能力信息容量说明中描述的设置 - 运行。
其他控件(右下角)
标题标题。默认为文件名。您可以添加描述。
帮助请在浏览器中打开此网页。
显示图像调整设置窗口显示的图像:原始(RGB)图像、R、G 或 B 通道,以及用于提亮暗部图像、增强色彩饱和度、色调映射等的众多设置。
保存并关闭
保存设置(用于自动 SFRplus),但不要继续运行。
好的保存设置并继续运行:计算所有选定区域的结果。您将能够以交互方式查看结果。
取消取消运行;不保存设置

设置完成后,单击“确定”保存设置并继续运行。您也可以单击“保存设置”保存设置而不继续运行。

加快跑步速度
环境快速操作的价值IT 的 ini 文件影响
渠道[S] 仅一个通道(通常为 Y(亮度))RGBY值 = 8主要的
加速[S] 已勾选(开启)。关闭慢速噪声和直方图计算。加速 = 1主要的
步骤图[ct][S] 未选中(除非需要,否则关闭)阶梯图 = 0次要的
分析色块[ct][S] 建议分析中心上方的方格(除非需要颜色)颜色图 = 0次要的
边缘粗糙度未检查边缘粗糙度 = 最小次要的
锐度分析未检查SQF = 最小次要的
图像稳定功能(仅限 SFRplus)未检查 次要的
楔形[仅限 eSFR ISO][S] 未选中(关闭),除非需要 缓和
噪音设置
[仅限 eSFR ISO]
打开噪声设置窗口。为了提高速度,噪声计算(位于顶部附近)应设置为 1 或 2(无计算或基本计算)。视觉噪声显示设置应设置为1,即无视觉噪声。 主要视觉噪声
绘制各个感兴趣区域的结果图。通常不建议在批量运行中使用单个 ROI 的图表。请改用多 ROI 汇总图。这些图表可在自动模式设置窗口中选择。  
保存后关闭数字应在批量运行的自动模式设置窗口中选中此项。这可以防止数据堆积,如果打开的数据超过 20 个,则可能会严重降低运行速度。  
[ct]表示SFRplus、eSFR ISO、SFRreg 仅包含中心图表(其他图表缺少颜色和灰度图案)。
[S]
表示此设置位于“设置”窗口中(大多数设置也位于“更多设置”中)。其他设置仅位于“更多设置”中。
IT用户:请参阅知识库文章“ 使用 INI 文件设置加速 Imatest IT” 。上述 INI 文件设置适用于 ini 文件的 [sfrplus] 部分。

更多设置窗口

如下所示的“更多设置”窗口将在以下情况下打开

设置值从 imatest.ini 文件中读取,并在单击“确定”后保存。这些设置与SFR输入对话框中的设置类似。

更多设置窗口
您可以选择“专家模式”或“简易模式”打开设置窗口。在简易模式下,许多设置选项会显示为灰色,无法进行设置。如果您选择“标准设置” ,则会选中常用设置(推荐给初学者)。

此窗口分为以下几个部分:顶部是标题和帮助,然后是显示选项、设置、可选参数,最后是底部的确定或取消。

标题默认为输入文件名。您可以保持不变,也可以替换它,或者根据需要添加关于相机、镜头、转换器设置等的描述性信息。

点击“帮助”按钮会打开一个浏览器窗口,其中包含描述该模块的网页。该浏览器窗口有时会在其他窗口后面打开;如果它没有立即弹出,您可能需要检查一下。

显示选项(窗口顶部附近)包含影响显示的设置(单位、外观等)。
MTF绘图单元选择 MTF 图和汇总图的空间频率单位。单位说明请参见“清晰度”页面的“空间频率单位”部分。可选单位包括周期/像素 (C/P)、周期/毫米 (lp/mm)、周期/英寸 (lp/in)、每图像高度的线宽 (LW/PH) 和每图像高度的线对数 (LP/PH)。(请注意,一个周期等于一对线宽或两个线宽。)如果选择“每英寸周期”或“每毫米周期” ,则必须输入像素尺寸——单位可以是每英寸像素数、每毫米像素数或每像素微米数。有关像素尺寸的更多详细信息,请参见下方的方框。
像素大小和单位(与微米/像素单位的像素间距相同)计算每距离(毫米、英寸)、角度或物距的周期数时需要此参数,但计算 C/P、LW/PH 和 LP/PH 输出时不需要。计算以距离(毫米、英寸)为单位的视场角 (FoV) 时也需要此参数。
拜耳频率单元

仅适用于 Bayer RAW 图像 -标准去马赛克图像显示为灰色。

  • 每通道像素周期数——频率单位基于 2:1 下采样的拜耳通道(一维):像素总数的 1/4。(推荐)
  • 循环次数/总像素数——基于图像中的总像素数。旧版本中的默认值

更多详情请点击此处。频率缩放比例相差两倍。

最大MTF曲线频率

选择 MTF 图的最大显示频率。默认值为 2 倍奈奎斯特频率(1 个周期/像素)。这对于高品质数码相机效果很好,但对于边缘跨越多个像素的成像系统则不适用。在这种情况下,较低的最大频率可以生成更清晰的图。可选值包括 1 倍奈奎斯特频率(0.5 个周期/像素)、0.5 倍奈奎斯特频率(0.25 个周期/像素)和 0.2 倍奈奎斯特频率(0.1 个周期/像素)。

二级读出

控制MTF曲线图中的辅助读数显示。主读数为MTF50(半对比度空间频率)。提供两个辅助读数,并有多种选项。第三个辅助读数仅用于透镜式MTF曲线图。

点击“更改读数”会打开右侧所示的窗口,您可以在其中选择读数,然后按“确定”保存。

  • 每个读数的上方单选按钮(MTF)选择 MTF nn ,即 MTF 为其低频值的nn % 的空间频率。
  • 第二个单选按钮选择 MTF nn P,即 MTF 为其峰值nn% 时的空间频率:适用于过度锐化的边缘。
  • 第三个单选按钮(MTF @ ...)用于选择 MTF @ nn单位,其中nn是空间频率,单位可以是任何支持的单位(周期/像素、线段/毫米、周期/角度等)。某些单位(例如周期/毫米)需要您输入像素大小,如上所述。如果未输入像素大小,则会显示提示信息。
  • 第四个单选按钮(MTF 区域)选择 MTF 曲线下的区域(奈奎斯特频率以下)。当该区域归一化到峰值 MTF 后,对于轻度到中度锐化,其值与 MTF50 值一致;但与 MTF50 不同的是,对于过度锐化的图像,该值保持不变。详见“斜边 MTF 测量一致性”部分。
  • 第五个单选按钮(平均投资回报率)用于选择平均投资回报率。这是每个投资回报率的平均值。
  • 第六个单选按钮(峰值 MTF)选择峰值 MTF,它指示图像中的锐化级别(峰值 MTF > 1)。
  • 第七个单选按钮(切向 SFR 角度)用于选择切向 SFR 角度。从图像中心沿径向排列的边缘将具有切向 SFR,并且角度接近 0。从图像中心沿切向排列的边缘将具有矢状 SFR,并且角度接近 90。
边缘图

选择上方(边缘)图的内容。边缘可以裁剪(默认),也可以显示整个边缘。提供三种显示方式。

  1. 边缘轮廓(线性)是指去除伽马编码后的边缘轮廓。图中数值与光照强度成正比。这是默认显示模式。
  2. 线扩散函数(LSF) 是线性边缘轮廓的导数。调制传递函数 (MTF) 是 LSF 的快速傅里叶变换 (FFT)。选择 LSF 时,将显示 LSF 方差 ( σ² )。
  3. 边缘像素轮廓与像素中的边缘轮廓成正比,其中包括伽马编码的影响。
  4. 边缘线性未归一化类似于边缘轮廓(1.),但未归一化。可用于诊断信道可能饱和(并影响MTF测量)的情况。
线条和箭头

【仅限棋盘格】下拉菜单,您可以选择:(1)不显示箭头,(2)在校正后的图像中显示线条和箭头,或(3)在两幅图像中都显示线条和箭头。以下是一个示例。

  
设置(窗口中间部分)会影响结果和显示效果。

SFRplus的设置区域显示在右侧。

(√)表示复选框。

左侧一栏是

留空表示适用于所有模块的设置。

[ct]适用于具有色调和/或颜色图表的模块( SFRplus 、 eSFR ISO和带有中心图表的SFRreg )。

[s+]代表SFRplus , [e]代表eSFR ISO , [sr]代表SFRreg , [ch]代表Checkerboard 。

加速(√)通过消除一些用户不需要的计算(例如噪声统计和直方图)来加快计算速度。推荐。 勾选“加速”(推荐)可以显著加快计算速度。
边缘粗糙度(√)计算边缘粗糙度(用于包含在 CSV 输出中)。会略微降低计算速度。显示边缘粗糙度图需要此项。
锐度分析(√)计算精度或SQF值。SQF输出需要此项。会略微降低计算速度。
MTF噪声
缩减(mod apod)
 
(√)使用改进的窗函数处理技术降低噪声。可提高MTF精度,尤其是在处理噪声较大的图像时,但不符合ISO标准计算。通常推荐使用。
不均匀性
MTF校正
(√)校正垂直于边缘的非均匀照明引起的MTF偏差。通常应取消选中。详情请参见此处。
[ct] 颜色参考
色彩空间
当需要进行颜色分析时使用(如果图像包含颜色图案,并且在SFRplus 设置窗口中选中了“颜色图表”复选框)。“颜色参考”下拉菜单允许您浏览……
参考文件通常为 CSV 格式的实验室数据文件,并附有彩色 SFRplus 图表。应将其保存在方便查找的位置。系统将保存上次选择的文件。
[ct] 灰度
参考
 
允许您输入灰度(色调响应)色块的参考文件。对于标准值,您可以选择用于创建打印件的目标值中的标准参考值,或选择适用于多种介质的标准值。
渠道指定要显示的主通道。除非选择“仅通道”,否则将分析所有通道。通常情况下,它保留默认值Y(亮度) 。选择“仅通道”可以显著加快计算速度(仅建议在速度至关重要时使用),并且在极少数情况下,当某个通道中的错误数据导致程序崩溃时,此设置可能有所帮助。
图像方向选择下次运行的图像方向。选项包括标准、镜像(水平翻转) 、镜像(垂直翻转)和旋转 180度。如果选择标准以外的选项,窗口背景将为黄色。
敏锐度/SQF选项打开“锐度/SQF”设置窗口,具体说明请参见“锐度和SQF(主观质量因子)”部分。锐度是对清晰度的主观衡量,它考虑了观看条件等因素。
[ct] 事件照度(用于ISO 灵敏度计算)  当在此框中输入入射光强度的正值(非空白或零值,单位为勒克斯)时,系统将计算 ISO 感光度并在阶梯图噪声详情图中显示。更多详情请参见“ISO 感光度和曝光指数”页面。

[s+]

[e]

[ch]

条形图间距(厘米) [SFRplus] (右图)
注册标记垂直间距厘米[eSFR ISO]
(最右侧)
方格间距(厘米) [棋盘格]

这些参数用于在输入像素间距(像素间距)后计算视场角 (FoV)。它们是可选的。对于 SFRplus ,柱状图的高度是从顶部柱状图的顶部到底部柱状图的底部测量的。对于预失真图表,请使用中心距离,如右图所示。视场角 (FoV) 显示在“图像与几何”中,如果已计算,则会在 CSV 和 JSON 输出文件中报告。

镜头到视力表的距离(厘米)用于在输入像素间距(像素间距)和柱状图高度后计算实际镜头焦距。此项为可选。镜头到目标的距离最方便的测量方法是使用激光测距仪。焦距显示在“图像与几何”中,如果已计算,则会记录在 CSV 输出文件中。
线性化方法

指定用于对倾斜边缘 ROI 图像数据进行线性化以进行边缘 SFR 分析的方法。

eSFR ISO 和 SFRplus 分析的选项包括:

  1. 输入伽玛值(默认值)——在“伽玛(输入)”字段中输入的值的倒数用于线性化数据。

    • 注:输入伽玛值代表“正向”(编码)伽玛值(对于 sRGB 或 Adobe RGB 色彩空间,通常约为 0.46,即 1/2.2);其逆值(显示伽玛值)用于线性化。有关伽玛的更多信息,请参见下文。

  2. 根据图表对比度计算伽玛值——“图表对比度”设置中选择的值,结合从边缘 ROI 区域测量的对比度,用于计算每个边缘 ROI 的伽玛值。该伽玛值的倒数用于数据线性化。

    • 如果已输入图表对比度(明暗反射率),则可根据倾斜边缘区域(远离边缘)的明暗像素级别比值估算伽马值(强烈建议此计算时对比度比值设为 10:1 或更低)。计算公式如下。

    • 注:计算出的伽玛值会以字段“gamma_from_chart”的形式包含在 JSON 输出中,并按边 ROI 进行划分。

  3. 未进行线性化处理——数据未经线性化处理。

    • 注意:“输入伽马值”为 1 等同于“不进行线性化”。

  4. 基于阶跃图的线性插值查找表(需要进行阶跃图分析)——线性插值查找表 (LUT) 代表测量 OECF 的倒数,它由灰度块(阶跃图)ROI 的平均值和标称块密度(或来自灰度参考文件的值)计算得出。该 LUT 用于数据线性化。

    • 注意:灰度参考文件包含测量的色块密度,可以从 Rescharts 的“更多设置”窗口加载。

  5. 基于阶梯图计算的伽玛值(需要检查阶梯图分析)——使用灰度图像块(阶梯图)感兴趣区域的均值和标称图像块密度(或来自灰度参考文件的数据)来计算伽玛值。计算得到的伽玛值是图像块密度与log(灰度图像块均值)线性拟合的斜率。该伽玛值的倒数用于对数据进行线性化处理。

    • 注意:灰度参考文件包含测量的色块密度,可以从 Rescharts 的“更多设置”窗口加载。

    • 注:计算得到的伽玛值与Rescharts音调响应图中的伽玛值相同,也对应于图中的灰色虚线(伽玛值即为该虚线的斜率)。另请注意,图中还有一条灰色虚线,代表二阶多项式拟合曲线。

    • 注意:计算出的伽玛值包含在 JSON 输出中,字段名为“gamma_from_stepchart”。

    • 注意:计算伽玛值时,色块范围受到限制,具体而言,仅使用均值位于色块均值总范围中间 80% 内的色块。因此,某些较深或较浅的色块可能不会用于计算伽玛值。

对于不包含灰度阶梯图图案的边缘SFR分析,“线性化方法”选项仅限于:

  1. 输入伽马值(默认值)

  2. 根据图表对比度计算 Gamma 值

  3. 不进行线性化(相当于输入伽马值为 1)

伽玛值是像素值对数与曝光度对数之间斜率的平均值(涵盖从浅灰到深灰的色调)。它用于线性化输入数据,即去除图像处理过程中应用的伽玛编码,从而提高调制传递函数(MTF)的精度。 可以通过傅里叶变换(需要线性信号)正确计算。Gamma 默认值为 0.5 = 1/2,这是数码相机色彩空间的典型值,但可能会受到相机或 RAW 转换器设置的影响。Gamma 的微小误差对 MTF 测量的影响很小(对于正常对比度测试卡,10% 的 Gamma 误差会导致 MTF50 误差为 2.5%)。当使用 dcraw 将 RAW 图像转换为sRGB或 Gamma=2.2( Adobe RGB )色彩空间时,Gamma 应设置为 0.45 或 0.5。对于未应用 Gamma 曲线的转换后的 RAW 图像,其值通常约为 1。如果 Gamma 设置为小于 0.3 或大于 0.8,背景将变为粉红色,以指示异常(可能错误)的选择。

可以通过“从图表对比度计算 Gamma”选项(使用输入的图表对比度和边缘 ROI 的像素级别)以及“从阶梯图表计算 Gamma”选项(使用从阶梯图表图案测量的色调响应曲线或 OECF)来估计 Gamma 值并将其用于线性化。

SFRplus 、 eSFR ISO和SFRreg Center ( [ct] ) 图表中包含灰阶阶梯图模式。这些模块的色调响应和 Gamma/白平衡图中会计算并显示 Gamma 值。也可以通过运行Color/Tone Interactive 、 Color/Tone Auto 、 Colorcheck或Stepchart程序,从任何灰阶阶梯图计算 Gamma 值。 [即使使用从图表(如上所述)导出的 Gamma 值来计算 MTF,也应输入 Gamma 的标称值。]

伽玛值、音调响应及相关概念 详细解释了伽马射线: 它的用途、测量方法等等。
伽马
伽玛值是图像文件像素级别与亮度之间关系的方程的指数。对于显示器或打印机而言,

当图像传感器的原始输出(通常是线性的)转换为标准颜色空间的图像文件像素时,应用了上述操作的近似逆运算。

这个公式只是一个近似值,因为色调响应曲线(通常有一个“肩部”——高光部分对比度降低的区域)并不完全符合伽马公式。对于从浅到深的灰阶,它通常是一个很好的近似值:如果边缘对比度不太高(ISO 12233:2014+ 标准建议为 4:1),则足以可靠地线性化图表图像。

对于 Windows 和互联网中使用的 颜色空间,例如sRGB (默认值)和Adobe RGB(1998) ,显示伽玛的最常用值为 2.2。

实际上,伽玛值等同于对比度。

基于 ROI 像素级的 Gamma 值——使用“基于图表对比度计算 Gamma 值”选项,并结合图表对比度值(强烈建议此计算中对比度值 ≤ 10),可以根据倾斜边缘区域(远离边缘)的亮像素级P1和暗像素级P2的比值来估算相机 Gamma 值。 ,

波长(微米)对于衍射极限 MTF 图。如果输入一个数字(对于可见光系统,默认值为 0.555 um)并且也输入了像素间距,则衍射极限 MTF 将显示在 MTF 图上,衍射极限边缘或线扩散函数( 艾里斑的横截面)将显示在边缘图上,以一条淡淡的虚线表示。
MTF补偿允许您补偿图表 MTF 限制和/或传感器 MTF 损失(以更接近镜头测量值)。图表补偿需要特定图表介质的 MTF 补偿文件。打开图表和传感器 MTF 补偿窗口,其中详细介绍了MTF 测量补偿。
[s+] 失真参数[SFRplus]两个参数会打印在预失真图表上,以便正确计算失真和增强视野。目前仅与SFRplus配合使用,但我们计划将其添加到其他模块中。
失真计算
计算
第三订单
第五阶(3,5)
arctan/tan
以上最佳
无失真计算。
第五阶(全部 2-5)
最佳 (a)tan,5thALL
第七阶奇数
第七阶全部
第九阶奇数
11阶奇数

畸变、视场角计算此下拉窗口允许您选择用于计算畸变的公式。

【棋盘格】右侧显示的所有计算结果均可用。
[SFRplus] 仅前七名(第 3 批至 Best of (a)tan、5thALL)可用。
[SFRreg]目前没有可用的。

对于标准乘法模型),奇数阶( 2n +1)多项式的方程为:

对于除法模型(除法模型(如下)已验证),“奇数”阶多项式的方程为: 。

对于这两种模型,所有项(而不仅仅是奇数项)都可以选择用于 5 阶或 7 阶多项式(除法运算为 4 阶或 6 阶)。我们尚未发现这些额外项的显著优势。

高阶多项式( n = 7 及以上;3 个或更多多项式系数)应格外小心使用,因为对于最大维度小于n个点或特征不靠近图像边缘的棋盘格网格,它们可能会变得不稳定。

畸变偏心(√)计算畸变中心。与 SFRplus 和 Checkerboard 配合使用效果极佳(强烈推荐)。
部门模型(√)多项式失真采用除法模型,我们发现,对于严重桶形畸变的图像,该方法比标准乘法模型略微准确一些。多项式指数显示为偶数,比标准乘法模型中对应的项小 1。如果选中此项,则该设置以红色字体和黄色背景显示。
[e] 噪音设置用于计算圆形灰度图案噪声的设置(仅限eSFR ISO )。打开“多图表/多测试/eSFR ISO 噪声”中描述的“噪声”设置窗口。
区域权重中心区域、中间区域和角点区域的权重。用于计算关键结果的加权平均值,这些结果显示在多 ROI 图和 3D 图中。默认值分别为 1(中心)、0.75(中间)和 0.5(角点),适用于典型的图像摄影;对于技术摄影,角点区域的权重可能应该更高。
[e]楔形[eSFR ISO] 选择楔形分析。标准图表可选择“无”或“4个基本楔形”(不包含额外楔形)。对于包含额外楔形的图表,可选择的附加选项包括:4+4个内楔形、4+4+8个角楔形、4+4+10个角楔形。
[e]
[sr]
SFRreg靶点的数量[SFRreg,eSFR ISO]对于SFRreg ,指要搜索的注册标记模式的数量。对于eSFR ISO ,指在主要 eSFR ISO 模式之外,要检测和分析的 SFRreg 模式的数量。
[e]
[sr]
最小 SFRreg 标记直径,最大 SFRreg 标记直径[SFRreg,eSFR ISO] (可选)。
能够提高复杂图像的检测能力。
标准化磨削( 建议仅启用显示过度锐化)  不建议使用标准化锐化功能,该功能会将结果显示为粗红曲线,并在边缘和 MTF 图中显示读数。CSV 和 JSON 格式的摘要文件不受影响。 更多详情请参阅SFR 说明。
重置 将“更多设置”中的设置恢复为默认值。
Excel .CSV 输出的附加参数(均为可选)包含相机、镜头和测试条件的详细描述。如果可用,系统会自动输入 EXIF 数据,但也可以手动设置覆盖。描述和设置对于注释测试系统尤为有用(它会显示在MTF 对比中)。这些设置是可选的,但在针对不同镜头、焦距、光圈或其他设置运行多次测试时非常有用。这些设置会显示在 MTF 图旁边。它们会被保存,并在后续运行中对具有相同像素尺寸的文件重复使用。如果存在 EXIF 数据(目前仅支持 JPEG 文件),则会覆盖已保存的设置。“重置”按钮会清除所有条目。

ISO 标准 SFR:如果选中此复选框,则 SFR 计算将按照ISO 12233 标准进行,y 轴标记为SFR (MTF) (ISO 标准) 。此方法的精度略低于常规 Imatest 计算,后者包含多项改进,例如更优的边缘检测算法以及对平均边缘进行二阶多项式拟合,以便在存在镜头畸变的情况下更准确地估计 SFR。通常情况下,此复选框应保持未选中状态;它仅应用于将常规 Imatest 计算结果与 ISO 标准进行比较。两者之间的差异通常非常小。

输入完成后,单击“确定”按钮返回SFRplus 设置窗口,或保存设置并返回主窗口。所有输入完成后,单击“保存设置” 、 “确定”或“取消” 。 “保存设置”会将设置保存下来,以便在自动运行 SFRplus 时使用,这些自动运行可以通过 Imatest 主窗口中的SFRplus按钮启动。 “确定”按钮会保存设置,然后计算结果以供交互式查看。屏幕上会显示一系列“正在计算... ”框,让您了解计算进度。计算完成后,结果将以交互式方式显示在Rescharts窗口中,如下所示。

自动模式设置窗口

自动模式设置会影响自动运行以及 Imatest IT 的绘图和输出文件。这些设置不会直接影响交互式(Rescharts)运行。如下所示的自动模式设置窗口会在以下情况下打开:

eSFR ISO 自动模式设置。
其他模块有不同的多重投资回报率选择。

上方的方框允许您选择要绘制并保存到 SFRplus 自动输出中的单区域和多区域图形。大多数情况下,这些选项的含义显而易见。请注意,所有在自动模式下绘制的图形都会被保存。

保存的图片、CSV 和 JSON 文件的名称由根文件名(默认为图片文件名)加上后缀组成。例如:

Canon_17-40_24_f8_C1_1409_YR7_cpp.png
Canon_17-40_24_f8_C1_1409_YR7_MTF.csv

选中“3D绘图”选项后,除非按下“更多3D绘图”按钮并选择了一个或多个绘图,否则SFRplus会自动绘制Rescharts中显示的最后一个3D绘图。此时,“更多3D绘图”将以粉色显示。这样,SFRplus就可以自动显示和保存多个3D绘图。

如果需要显示大量数据,则应勾选“保存后关闭数据”选项。这可以防止数据堆积,从而降低处理速度。

图形可以保存为 PNG 或 FIG 文件。PNG 文件(一种无损压缩的图像文件格式)是默认格式,占用存储空间最小。Matlab FIG 文件允许对数据进行操作——可以调整图形大小、缩放或旋转(仅限 3D 图形),但由于 FIG 文件体积庞大,因此应尽量避免使用。如果不需要进行其他操作,则建议使用 PNG 文件。

所有运行结果都会保存为一个 CSV 汇总文件。如果选中“保存 JSON 结果”选项,则会保存一个JSON文件。不建议使用 XML,它将在 2019 年弃用。

您可以选择保存各个 ROI 的 CSV 文件,或者仅保存汇总 CSV 文件(汇总文件始终会保存)。

保存文件夹决定了结果的存储位置。它可以设置为图像文件夹下的“结果”子文件夹,也可以设置为您选择的任何文件夹。建议使用“结果”子文件夹,因为如果知道图像文件夹的位置,就很容易找到它。

警告

如果超过 0.5% 的像素被裁剪(饱和),即暗像素达到 0 级或亮像素达到最大值(位深度为 8 时为 255),则会发出裁剪警告。如果超过 5% 的像素被裁剪,则会发出更醒目的警告。裁剪会降低 SFR 结果的准确性,严重的裁剪甚至会导致结果完全无效。它会使测量的清晰度高于实际情况。
像素裁剪百分比并非衡量裁剪严重程度或MTF测量误差的可靠指标。例如,图像的大部分区域可能仅被轻微裁剪,而精度损失却很小。右侧的图表展示了严重的裁剪情况,边缘响应曲线“肩部”(红色箭头→所示)附近的尖角即为明显的裁剪。该尖角包含显著的高频能量,会夸大MTF测量值,使其优于实际情况。如果没有尖角,则表明MTF误差很小。通常可以通过正确的曝光(既不太暗也不太亮)以及避免使用高对比度目标(例如旧版ISO-12233:2000测试卡)来避免裁剪。建议的最大边缘对比度为10:1。4:1的对比度(ISO-12233:2014/2017标准中规定)效果更佳。低对比度目标总体上更可靠:除了曝光宽容度更高(减少过曝风险)之外,它们在信号处理不均匀的相机中往往锐化程度更低,而且 MTF 结果对伽马估计误差的敏感度也更低。
剪辑警告
 

概括

斜边分辨率分析表。(所有分析结果也可作为支持批量处理的固定模块提供。)
所有功能均具备自动区域检测、符合 ISO 标准的 MTF(清晰度)分析和横向色差计算。
特征SFRplus
eSFR ISO
eSFRiso_enhanced_200W
SFRreg
Optikos_Meridian_200W
棋盘
棋盘格理想框架-200W
清晰度图细节高的中等的取决于具体安排。高的
ISO标准图表设计– ♦ – –
颜色分析♦ ♦ * –
音调反应(OECF) ♦ ♦ * –
噪声分析有限的♦ * 有限的有限的
失真♦有限的– ♦
几何学♦ ♦ * ♦
特点和
推荐用途
Imatest 原创的自动检测图表,自 2009 年起投入使用,功能强大且用途广泛。建议在顶部和底部条形图上方和下方留出一些空白。与 eSFR ISO 相比,它能提供更丰富的空间细节和畸变信息。
符合ISO标准的图表设计。包含楔形分析。支持详细的噪声分析。

通常会在图像区域周围放置多个单独的图表。适用于
- 极端鱼眼镜头 (>180°)
-在不同距离拍摄图表,以测试对焦和景深。
-超高分辨率摄像头(>36MP)

*仅限SFRreg中心图表适用。

对取景相对不敏感:只要距离足够大,图表质量就不会成为问题,并且有可辨识的角,就可以放大或缩小。

♦ 表示强烈支持;– 表示不支持。

接下来:第三部分:斜边结果;第四部分:其他结果

像素大小

像素尺寸与图像质量密切相关。像素尺寸过小会导致噪点、动态范围和低光性能下降。相机规格表中很少直接给出像素尺寸,通常需要通过一些计算才能得出。如果已知传感器类型以及水平和垂直像素数( H和V ),则可以参考右侧表格和以下公式计算像素尺寸。

像素尺寸(毫米)=(对角线长度(毫米))/ sqrt( H 2 + V 2 )
像素尺寸(微米)= 1000(对角线长度,单位为毫米)/ sqrt( H 2 + V 2 )

像素尺寸(微米/像素)可以直接输入到SFR设置框中。例如,小巧的500万像素松下Lumix DMC-TZ1相机配备1/2.5英寸传感器,最大分辨率为2560 x 1980像素。假设对角线为7毫米,则像素尺寸为2.1875微米(四舍五入为2.2微米)。您可以在索尼、 松下和柯达的网站上找到详细的传感器规格。

传感器
指定

(类型)
对角线毫米。宽度(毫米)高度(毫米)
1/4英寸4.5
1/3.6英寸5.0 4.0 3.0
1/3.2英寸5.68 4.54 3.42
1/3英寸6.0 4.8 3.6
1/2.7英寸6.59 5.27 3.96
1/2.5英寸6.9 - 7.2
1/2英寸8.0 6.4 4.8
1/1.8英寸8.93 - 9.1 7.18 5.32
2/3英寸11.0 8.8 6.6
1英寸16.0 12.8 9.6
4/3" 22.5 18.0 13.5
35毫米44.3 24.0 36.0

现在分析已经运行完毕,您可以查看斜边结果,或者查看SFRplus 、 eSFR ISO 、棋盘格或SFRreg的其他结果。