过时的 ISO 12233:2000 标准定义了一种高对比度的分辨率测试目标。这些目标通常在打印机的最大动态范围内制作,范围在 40:1 到 80:1 之间。高对比度会导致信号削波,从而造成虚高的无效 MTF 值。一些希望获得更高 MTF 值的相机制造商可能会利用这种缺陷来夸大其产品的质量。因此,使用包含低对比度目标的正确测量系统来验证相机至关重要。
4:1对比度是国际标准
国际标准化组织(ISO)已通过将对比度降低至较低的4:1水平来解决此问题。请参阅ISO 12233:2014 (第 7 页,0.3 节)中的以下摘录:
在其他成像条件相同的情况下,使用不同目标对比度边缘特征的相机SFR可能存在显著差异,尤其是在形态方面。这主要是由于非线性图像处理算子造成的,而对于严格的线性成像系统则不会出现这种情况。为了缓解这种差异,我们选择了一个对比度较低的倾斜边缘特征(图C1)来替换第一版中对比度较高的版本。这种特征选择仍然能够在半采样频率以上获得清晰度良好的SFR结果,并有助于防止高对比度目标特征可能导致的非线性数据裁剪。此外,它还能更可靠地呈现自然场景中视觉上重要的对比度级别。
该标准规定,调制对比度应在 0.55 到 0.65 之间。您可以将对比度的幂次提高 10 来确定对比度,或者换句话说:对比度应在 3.54:1 到 4.47:1 之间。
剪辑警告
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,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。右侧的图表展示了相对严重的裁剪情况,黑色线条上的尖锐“肩部”(未进行标准化锐化的边缘)即为裁剪区域。尖锐的拐角使MTF曲线看起来比实际情况更好。如果没有尖锐的拐角,则可能表明MTF误差很小。
通常情况下,只要曝光正确(既不要太暗也不要太亮),就可以避免图像过曝。建议使用低对比度目标来降低图像过曝的可能性:它可以增加曝光宽容度,并降低MTF结果对伽马估计误差的敏感性。
ISO 12233:2014/2017 Edge SFR 图表相对于旧版 ISO 12233:2000 图表的优势
右侧所示的 ISO 12233:2000 标准和图表在新版ISO 122433:2014标准中被引用,但不再是该标准的正式组成部分。新标准规定了三种图表,其中一种是倾斜边缘(边缘 SFR 或 E-SFR)图表,其对比度要低得多(4:1;如下右图所示)。
与旧版 ISO 12233:2000 图表相比,
E-SFR 图表浪费的面积要少得多,尤其是在增强版和扩展版中(增强版图表如上图右侧所示)。
旧版 ISO 图表中约 90% 的图案对计算机分析几乎没有价值。
ISO 12233:2014 边缘 SFR 图表
摘自 ISO 文件使用增强型和扩展型图表,您可以生成图像表面详细的锐度(MTF)图。旧版 ISO 图表无法做到这一点,因为它缺少足够多的合适边缘,而且这些边缘的位置也不理想。
根据您输入的位置条件自动检测区域。这使得 E-SFR 图表和 eSFR ISO 模块非常适合自动化测试:使用旧的 ISO 图表时,即使图像取景发生细微变化,也必须仔细选择感兴趣区域 (ROI)。
与旧版ISO测试卡(对比度≥40:1)相比,4:1对比度边缘更不容易出现过曝或欠曝。相机的工作区域更线性,因此成像结果更稳定、更准确,受过曝、欠曝、伽马值估计错误或过度软件锐化的影响更小。4:1对比度边缘更能代表影响图像清晰度的真实边缘。
eSFR ISO 可以测量其他图像质量因素,包括横向色差、失真、伽玛(对比度)、色调响应和颜色准确度(在具有颜色图案的图表中)。
旧版 ISO 12233:2000 色卡不包含可用于测量伽马值(像素对数与曝光对数曲线的平均斜率,即对比度)的信息,而伽马值是 MTF 计算中图像线性化所必需的。对于高对比度目标,精确测量伽马值尤为重要。在 E-SFR 色卡中,伽马值可以从各个方格(已知对比度为 4:1)或灰阶阶梯图中获得。
与SFRplus图表相比,
虽然MTF在图像表面上的映射图细节较少,但对于大多数用途来说已经足够了。
由于没有失真条形图,且用于测量失真的特征较少,因此失真测量的详细程度略低(尤其是对于标准(最小)图表)。
eSFR ISO 包含非常详细的噪声计算,包括来自Multicharts 和 Multitest 的所有噪声测量。
由于不需要在顶部和底部边框的上方和下方留白,因此构图更加灵活。只要定位标记位于图像内部较合适的位置,区域检测就能正常工作。
低对比度目标
这些测试目标的对比度符合ISO标准:





