标准化杂散光指令

什么是归一化杂散光

归一化杂散光是评估图像中杂散光强度的指标。它衡量杂散光相对于光源轴向直接像的响应，类似于点光源抑制比 (PSRR) 和扩展光源抑制比 (ESRR) 等已建立的指标[1] 。

有关归一化杂散光的更多背景信息，请点击此处查看。计算归一化杂散光（及其他指标）所需设置的概要信息，请点击此处查看。

如何测量归一化杂散光

测量归一化杂散光需要在暗室中拍摄小型明亮光源的图像。为了计算归一化杂散光，可以使用 Imatest 软件，根据光源直接像的亮度（像素值或数字值）对被测图像进行归一化。光源的直接像是指图像中代表光源真实大小的小区域（即，假设图像中没有杂散光或光晕）。然而，在许多情况下，光源的直接像可能需要饱和并产生光晕才能显示可测量的杂散光（光晕）伪影。为了解决这个问题，可以拍摄并使用一张单独的参考图像，其中光源的直接像通过降低相机传感器上的亮度（已知量）而不饱和[2] 。该技术提供了一种通过非饱和因子对图像数据进行归一化的方法。需要注意的是，与归一化杂散光相关的方法假设数据是线性的，并且本生-罗斯科互易律成立。

有关归一化杂散光和测试设置的更多信息，请点击此处。杂散光测试的概要介绍，请点击此处。

归一化杂散光数据采集程序

1. 调整光照强度，使相机拍摄的图像中出现可测量的杂散光（光晕）伪影。请注意，使用不同的光照强度或相机积分时间采集数据可能有助于更好地测量不同强度的杂散光。光照强度可以通过以下一种或多种方法进行调整：
   • 调整光源的功率级别
   • 调整相机的积分时间
   • 调整相机的增益设置（注意：增加增益可能会产生噪点）。
2. 测量相机所在位置的光照强度（例如，使用光谱辐射计测量辐照度或照度）。这就是测试光照强度。
3. 使用以下一种或多种技术，获取光源的轴向参考图像，其中光源的直接图像不饱和：
   • 在光源前放置中性密度滤光片来衰减光线。
   • 降低光源功率，并测量相机位置处的光照强度变化。
   • 使用较短的相机积分/曝光时间
   • 使用较低的相机增益设置

4. 将光线强度调整回测试光线强度（例如，通过增加相机曝光时间和/或移除 ND 滤镜）。
5. 将光源放置在相机视场内和/或视场外的不同角度，拍摄光源的测试图像。
   • 注意：全面测试可能需要从相机视场内外数百（甚至数千）个角度拍摄和分析图像。
   • 注意：可以通过旋转相机（理想情况下，绕其正面旋转）或将光源绕相机做弧形移动来改变角度。

Imatest中计算归一化杂散光的步骤

1. 在 Imatest 中，选择待测图像，然后选择杂散光源作为分析目标。
2. 点击齿轮图标，配置杂散光设置以计算归一化杂散光：
3. 选择“传输（默认）”作为计算类型。
4. 选择直接参考图像作为归一化方法。
5. 输入或选择参考图像的图像文件名（参考图像文件的完整路径）。
6. 输入与用于采集参考图像的技术相对应的任何参考图像补偿设置值。
   • 如果参考图像和测试图像的相机积分时间、增益和光照强度不同，请输入积分时间比率、增益比率和光照强度比率的值。注意：比率值为 1（默认值）相当于不进行归一化补偿。
   • 如果参考图像使用了中性密度 (ND) 滤镜，请选择ND 测量类型，并输入ND 密度值或ND 透射值。注意：如果输入的ND 密度值或ND 透射值不为零，请记住，光级比值不应包含因 ND 滤镜造成的光级损失。
   • 例如，如果参考图像使用了密度为 2.5 的 ND 滤镜，曝光时间为 1 毫秒，而测试图像未使用 ND 滤镜，曝光时间为 100 毫秒，则输入 2.5 作为ND 密度值，0.01 作为积分时间比率（即参考图像曝光时间与测试图像曝光时间的比率，即 1/100 = 0.01）。
7. （可选）配置直接参考图像 - 掩模选项。这些选项决定了 Imatest 如何检测参考图像中光源的直接图像。分析过程中，Imatest 将从检测/掩模区域内的光源直接图像中提取强度值。然后，软件将根据用户输入的归一化补偿设置计算补偿后的归一化因子。有关掩模设置的更多信息，请参阅“杂散光掩模”页面。
   • 注意：默认的参考图像掩膜方法是采用Otsu 方法的阈值类型进行图像处理。这些设置适用于源图像相对均匀且饱和度较低的图像，例如本页上方所示的示例。
   • 注意：默认的参考图像归一化聚合是中值，它计算掩膜区域的中值来得出级别。
   • 注：参考图像归一化方法的替代方法是级别归一化方法。级别归一化方法需要用户手动计算归一化因子并直接输入该值。此处提供了一个级别归一化值计算示例。

     

8. （可选）配置测试图像掩码选项。这些选项决定如何检测测试图像中光源直接成像的位置和大小。检测到的区域将在生成的度量图像中被掩码掉（设置为 NaN 或 null）或忽略。有关掩码设置的更多信息，请参阅“杂散光掩码”页面。
9. 输入或选择输出目录（文件夹/目录的完整路径或保存输出文件的文件夹名称）。
   • 注意：如果您只输入文件夹名称，Imatest 将在与测试图像相同的目录中创建一个同名的新文件夹，并将输出保存到该文件夹中。
10. （可选）配置其他计算和输出设置，包括指标图像和视频输出设置、绘图设置、合格/不合格标准的级别阈值等。
11. 选择“保存”以保存设置并关闭设置窗口。
12. 在主窗口中选择“分析”以对图像进行分析。Imatest 将基于度量图像数据生成归一化的杂散光度量图像和其他有用的输出。
    • 有关 Imatest 杂散光输出的更多信息，请参阅“输出概览”页面。