標準化雜散光指令

什麼是歸一化雜散光

歸一化雜散光是評估影像中雜散光強度的指標。它衡量雜散光相對於光源軸向直接像的響應，類似於點光源抑制比 (PSRR) 和擴展光源抑制比 (ESRR) 等已建立的指標[1] 。

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如何測量歸一化雜散光

測量歸一化雜散光需要在暗室中拍攝小型明亮光源的影像。為了計算歸一化雜散光，可以使用 Imatest 軟體，根據光源直接像的亮度（像素值或數字值）對被測影像進行歸一化。光源的直接像是指影像中代表光源真實大小的小區域（即，假設影像中沒有雜散光或光暈）。然而，在許多情況下，光源的直接像可能需要飽和並產生光暈才能顯示可測量的雜散光（光暈）偽影。為了解決這個問題，可以拍攝並使用單獨的參考影像，其中光源的直接像透過降低相機感測器上的亮度（已知量）而不飽和[2] 。該技術提供了一種透過非飽和因子對影像資料進行歸一化的方法。需要注意的是，與歸一化雜散光相關的方法假設資料是線性的，並且本生-羅斯科互易律成立。

有關歸一化雜散光和測試設置的更多信息，請點擊此處。雜散光測試的概要介紹，請點選此處。

歸一化雜散光資料採集程序

1. 調整光線強度，使相機拍攝的影像中出現可測量的雜散光（光暈）偽影。請注意，使用不同的光照強度或相機積分時間來擷取資料可能有助於更好地測量不同強度的雜散光。光照強度可以透過以下一種或多種方法進行調整：
   • 調整光源的功率等級
   • 調整相機的積分時間
   • 調整相機的增益設定（注意：增加增益可能會產生雜訊）。
2. 測量相機所在位置的光照強度（例如，使用光譜輻射計測量輻照度或照度）。這就是測試光照強度。
3. 使用以下一種或多種技術，取得光源的軸向參考影像，其中光源的直接影像不飽和：
   • 在光源前放置中性密度濾光片來衰減光線。
   • 降低光源功率，並測量相機位置的光照強度變化。
   • 使用較短的相機積分/曝光時間
   • 使用較低的相機增益設定

4. 將光線強度調整回測試光線強度（例如，透過增加相機曝光時間和/或移除 ND 濾鏡）。
5. 將光源放置在相機視野內和/或視場外的不同角度，拍攝光源的測試影像。
   • 注意：全面測試可能需要從相機視野內外數百（甚至數千）個角度拍攝和分析影像。
   • 注意：可以透過旋轉相機（理想情況下，繞著其正面旋轉）或將光源繞著相機做弧形移動來改變角度。

Imatest中計算歸一化雜散光的步驟

1. 在 Imatest 中，選擇待測影像，然後選擇雜散光源作為分析目標。
2. 點擊齒輪圖標，配置雜散光設定以計算歸一化雜散光：
3. 選擇“傳輸（預設）”作為計算類型。
4. 選擇直接參考影像作為歸一化方法。
5. 輸入或選擇參考影像的影像檔案名稱（參考影像檔案的完整路徑）。
6. 輸入與用於擷取參考影像的技術相對應的任何參考影像補償設定值。
   • 如果參考影像和測試影像的相機積分時間、增益和光照強度不同，請輸入積分時間比率、增益比率和光照強度比率的值。注意：比率值為 1（預設值）相當於不進行歸一化補償。
   • 如果參考影像使用了中性密度 (ND) 濾鏡，請選擇ND 測量類型，並輸入ND 密度值或ND 透射值。注意：如果輸入的ND 密度值或ND 透射值不為零，請記住，光級比值不應包含因 ND 濾鏡造成的光級損失。
   • 例如，如果參考影像使用了密度為 2.5 的 ND 濾鏡，曝光時間為 1 毫秒，而測試影像未使用 ND 濾鏡，曝光時間為 100 毫秒，則輸入 2.5 作為ND 密度值，0.01 為積分時間比率（即參考影像曝光時間與測試影像曝光時間的比率，即 1/10 = 0.0.00）。
7. （可選）配置直接參考影像 - 遮罩選項。這些選項決定了 Imatest 如何偵測參考影像中光源的直接影像。分析過程中，Imatest 將從偵測/掩模區域內的光源直接影像中提取強度值。然後，軟體將根據使用者輸入的歸一化補償設定計算補償後的歸一化因子。有關掩模設定的更多信息，請參閱“雜散光掩模”頁面。
   • 注意：預設的參考影像遮罩方法是採用Otsu 方法的閾值類型進行影像處理。這些設定適用於來源影像相對均勻且飽和度較低的影像，例如本頁上方所示的範例。
   • 注意：預設的參考影像歸一化聚合是中值，它計算遮罩區域的中位數來得出等級。
   • 註：參考影像歸一化方法的替代方法是層級歸一化方法。級別歸一化方法需要使用者手動計算歸一化因子並直接輸入該值。此處提供了一個層級歸一化值計算範例。

     

8. （可選）配置測試影像遮罩選項。這些選項決定如何偵測測試影像中光源直接成像的位置和大小。偵測到的區域將在產生的度量影像中被遮罩掉（設定為 NaN 或 null）或忽略。有關遮罩設定的更多信息，請參閱“雜散光遮罩”頁面。
9. 輸入或選擇輸出目錄（資料夾/目錄的完整路徑或儲存輸出檔案的資料夾名稱）。
   • 注意：如果您只輸入資料夾名稱，Imatest 將在與測試映像相同的目錄中建立一個同名的新資料夾，並將輸出儲存到該資料夾中。
10. （可選）配置其他計算和輸出設置，包括指標影像和視訊輸出設定、繪圖設定、合格/不合格標準的等級閾值等。
11. 選擇“儲存”以儲存設定並關閉設定視窗。
12. 在主視窗中選擇“分析”以對影像進行分析。 Imatest 將基於度量影像資料產生歸一化的雜散光度量影像和其他有用的輸出。
    • 有關 Imatest 雜散光輸出的更多信息，請參閱“輸出概覽”頁面。