对饱和度偏移或非标准位深度的图像进行颜色/色调分析

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Introduction

从 Imatest 24.1 版本开始，颜色/色调和阶梯图的饱和度设置功能已进行修改，以更好地支持对不同图像数据范围的分析。更新后的饱和度设置会影响分析过程中图像数据的缩放/归一化方式。此项修改能够更精确地控制图像数据的处理，尤其适用于处理具有饱和度偏移或非标准位深度（例如，10 位、12 位或 14 位图像数据）的图像。

饱和度设置说明

饱和度级别设置控制 Imatest 对输入图像最大像素级别（对应于饱和度级别）的解释，并且从 Imatest 版本 24.1 开始，影响图像数据在某些计算中的归一化/缩放方式。

如果用户分析的图像具有非标准位深度或饱和度偏移（即饱和度低于图像位深度的最大可能值），则应将饱和度设置设为“手动输入饱和度”，并输入图像的已知饱和度。或者，如果已知图像中的某些区域已饱和，用户可以选择“检测到的最大区域饱和度”，以便 Imatest 自动检测感兴趣区域 (ROI) 的饱和度。

下表列出了 Imatest 24.1 版本中所有可用的选项：

注意：单色或原始图像可以选择在单色读取窗口中对图像数据进行位移操作（多通道图像不可用）。位移操作会改变图像中的数字值 (DN)，这可能不适用于某些分析。如果用户选择将图像位移到标准位深度，则应使用饱和度设置的默认值（即，不应手动输入原始图像数据的饱和度）。

Background

图像的位深度是指用于定义像素值（或数字值，DN）允许范围的位数。例如，8 位图像使用 8 位信息来存储 0 到 255 范围内的 DN 值。对于单色 8 位图像，DN 值为 0 时显示黑色，DN 值为 255 时显示白色。

图像数据通常以无符号整数（“UINT”）的形式存储，信息深度可以是 8 位、16 位、32 位或 64 位，其中 8 位和 16 位最为常见。这些是“标准位深度”，因为软件中存在用于表示这些数据的标准数据类型，例如 UINT8、UINT16、UINT32 和 UINT64。

标准位深度示例

然而，并没有严格的规定禁止使用“非标准”位深度的图像。也就是说，并没有规定禁止使用与标准位深度不同的位深度存储图像数据。

非标准位深度示例

在图像处理领域，非标准位深度图像越来越普遍，尤其是在“原始”图像数据或HDR传感器输出的图像数据中更为常见。非标准位深度图像通常存储在标准位深度的文件/容器中（例如，将12位数据存储在16位的文件/容器中）。此外，图像数据可能存在饱和度偏移，即饱和度低于给定位深度允许的最大值。

在 Imatest 中，某些图像处理步骤和颜色/色调计算需要将图像数据归一化或缩放，使其值在 0 到 1 之间。正确的归一化需要考虑饱和度以及任何暗级别偏移/基座。

非标准位深度和饱和度偏移的示例分析

下图是一个 20 位 TIFF 文件，由用于汽车成像应用的 HDR 传感器的原始输出转换而来。在本页面上查看时，图像可能显示为全白。您可以下载该图像，并在 Imatest 等外部软件中正确查看。该图像具有非标准位深度（20 位），并且存在饱和度偏移（即饱和度比 20 位最大值低 129 DN），以及一个已知的暗电平偏移/基准值（168 DN），该值尚未从图像中扣除。图像下方是一个密度参考文件，该文件是针对图像中 36 色块动态范围 (DR36) 测试图上的色块测量的，应将其用于 Imatest 中的分析：

通过“更多设置”窗口设置饱和度级别和像素偏移，Imatest 可以对图像进行精确的颜色/色调分析。

由于图像中最亮的区域在拍摄时被有意设置为饱和，我们可以使用“检测到的最大区域饱和度”选项来设置饱和度。或者，我们也可以使用“手动输入饱和度”，并输入值 1048446 (DN)。由于我们事先知道该传感器的暗场偏移/基准值，因此我们还将像素偏移设置设为 168 (DN)。

图像应分析为“Bayer RAW（未去马赛克）”，像素颜色映射为“GR/BG”，表示彩色滤光片阵列的排列方式：

图像存在明显的视觉和透视畸变。需要手动调整区域选择：

分析完成后，在“颜色/色调”交互式窗口中，选择图像的密度参考文件。该图像的密度参考文件已附加到此页面，位于上方 TIFF 文件下方：

参见

• 颜色/色调

• 颜色/色调

• 使用阶梯图