2.1.1. Uniformity(新版软件为Flatfield)模块使用教程

使用Imatest软件分析Shading和ColorShading

色彩均匀性分析需要使用相机在均匀的透射光源表面拍摄后分析。每一个摄像头装置的几何结构、镜头涂层、感光性能等不同,亮度均匀性/色彩均匀性分析都会不同。通常这部分测试在生产线上进行的话,需要将校正数据写入相机。
以下为Imatest软件分析ColorShading的步骤:

1. 要正确分析ColorShading,需要拍摄一张均匀照面的图像(或多张在不同色温下)。当光照条件和取景位置都调整好之后就可以拍摄图像了,在同一场景拍摄多张图片看均值是比较好的选择。如下图:

2. Imatest软件中使用Uniformity模块打开图像。参考以下设置:

3. 选择需要分析的图片,点击打开,如下。

4. 选择ROI区域。通常我们会选择整张图片,所以直接点Yes。

5.分析完成后会跳出分析结果,在Display选项中我们可以切换不同的计算结果和示图。点击save data可以保存数据结果,默认的存储路径在图像所在文件夹的子文件夹中。

6.保存设置。可以选择csv, JSON, html, 以及PDF格式的数据结果。

7. 亮度均匀性的分析结果如下。其中的线条为等亮度线,最亮处归一化为1,所以很容易在图像平面上用百分比来表示可视化的均匀性。图下方文字,显示了归一化的最大亮度,最差值和平均值。

8. 色彩均匀性的分析结果如下:

色彩均匀性分析结果

以B/G方式分析色彩均匀性,这只是色彩均匀性关于蓝基色和绿基色的均匀性分析,并不能得到整个图像所有色彩的均匀性的结果,至少两种方式才能得到结论。我们先看此图,主要结果分析:
– B/G max和min,这两个值表示蓝基色和绿基色的比例最大值为0.988和0.965,意思是颜色均匀性归一化之后,图像均匀性最大的位置能达到0.988,均匀性最小的位置也能达到0.965。
– UL LL UR LR |L R T B|C 分别是途中9个红框的色彩均匀性值。
– Corners的值有两个,一个是最低均匀性值,一个是平均值,类似亮度均匀性。
– Minimum corner/center值,分别计算了图像色彩均匀性最低值位置和均匀性最高值位置(中心处)三基色的RGB级数比。

色彩均匀性可以用(R,G,B)三个通道中的两个之间的商或差来表示,或Lab色差来表示 (ΔE = sqrt(ΔL2 + Δa2 + Δb2 ), ΔC = sqrt(Δa2 + Δb2 ), ΔE94, ΔC94, ΔE00, ΔC00 ),在图像的中心为参照,中心区域可以在Corner and side regions选项中设置。ColorShading与入射光照在传感器的角度有关,通常感光像素点越小,现象越明显。有几种方式来表示。(在分析结果图示中,图像的中心区域做为参考值来计算ΔC and ΔE,另外一种网格图符合CPIQ 第2阶段的规范,使用图像的平均值为参考来计算ΔC and ΔE)。

9. 也可以用线条图表示在对角线及上下左右的均匀性。

我们推荐三种不同的色温 (~2800K ,~4100K, and ~6500K),照度条件需要根据具体的应用来调节,比如120-150cd/m2,均匀性接近100%,好的透射光源都可以达到98%-99%以上,有时为了得到更好的均匀性,也会额外增加Diffuser(漫射片)。 以下为正印科技自主研发的多色温透射光源,可以用于测试Shading, color shading,以及适用于多种透射测试卡。

ISO17957:2015要求 “当曝光调整可用时,应调整中央测量块的平均输出值,在sRGB编码值的110和130之间”。从技术上讲,只有在测试每通道8位的sRGB图像时才能满足这一要求,但Imatest软件也会为其他数据格式产生平均值。如果选择了指定的11×11网格,为方便起见,在 “RGB_center_mean “json字段中会提供RGB平均值。否则,这个字段会用NaN来填充。
标准附录B.2中说明的完整结果在JSON输出数据中。我们在此展示一部分:

“iso_17957”: {
“comment1”: “The following results are displayed when ISO 17957 is selected.”,
“comment2”: “They follow Annex B of the ISO 17957 Standard.”,
“comment3”: “RGB values are in sRGB color space (sRGB is specified in ISO 17957).”,
“grid”: {
“Red_mean”: [
[188.2,197.1,204.7,209.7,212.7,213.3,211,205.7,198.1,188.9,176.2],
:
[165.9,177,185.6,191.5,194.2,195.1,193.5,189.1,181.7,170.7,157.8]
],
“Green_mean”: [
[198.8,208.7,216.5,221.6,224.4,224.9,222.7,217.6,209.7,199.6,187.9],
:
[173.2,184.1,192.3,197.9,200.9,201.9,200,195.6,188.5,177.5,164.1]
],
“Blue_mean”: [
[196,205.2,212.9,217.8,220.6,221.2,218.9,213.9,206.1,196.5,184.5],
:
[167.9,178.3,186.7,192.5,195.2,196.3,194.6,190.4,183.2,172.3,159.6]
],
“CIE_X”: [
[0.5112,0.5682,0.6178,0.6513,0.6713,0.6751,0.6596,0.6245,0.5744,0.5154,0.4462],
:
[0.3776,0.4337,0.48,0.5134,0.5304,0.5363,0.5258,0.4999,0.4587,0.4003,0.3365]
],
“CIE_Y”: [
[0.5112,0.5682,0.6178,0.6513,0.6713,0.6751,0.6596,0.6245,0.5744,0.5154,0.4462],
:
[0.3776,0.4337,0.48,0.5134,0.5304,0.5363,0.5258,0.4999,0.4587,0.4003,0.3365]
],
“CIE_Z”: [
[0.5112,0.5682,0.6178,0.6513,0.6713,0.6751,0.6596,0.6245,0.5744,0.5154,0.4462],
:
[0.3776,0.4337,0.48,0.5134,0.5304,0.5363,0.5258,0.4999,0.4587,0.4003,0.3365]
],
“CIE_L”: [
[79.3,82.78,85.55,87.36,88.37,88.56,87.77,85.93,83.15,79.57,75.24],
:
[70.1,74.13,77.15,79.22,80.28,80.64,79.97,78.37,75.76,71.72,66.78]
],
“CIE_a”: [
[79.3,82.78,85.55,87.36,88.37,88.56,87.77,85.93,83.15,79.57,75.24],
:
[70.1,74.13,77.15,79.22,80.28,80.64,79.97,78.37,75.76,71.72,66.78]
],
“CIE_b”: [
[79.3,82.78,85.55,87.36,88.37,88.56,87.77,85.93,83.15,79.57,75.24],
:
[70.1,74.13,77.15,79.22,80.28,80.64,79.97,78.37,75.76,71.72,66.78]
],
“D_ci_chrominance_deviation”: [
[0.6826,0.2253,0.1792,0.0568,0.167,0.1954,0.1524,0.1124,0.1408,0.5855,0.2179],
:
[1.79,2.011,2.08,2.114,2.097,2.067,2.115,2.066,1.977,1.944,1.973]
]
},
“RGB_grid_mean”: [199.2,211.2,207.4],
“RGB_center_mean”: [220.9,234,230.7],
“Lab_grid_mean”: [83.6,-4.762,0.4732],
“Lab_grid_max”: [91.75,-3.094,2.076],
“Lab_grid_min”: [66.78,-5.563,-0.3475],
“D_L_Lightness_nonuniformity”: [27.21],
“D_Y_Luminance_nonuniformity”: [33.92],
“D_c_Chrominance_nonuniformity”: [2.115],
“D_Total_Colour_nonuniformity”: [25.2]
},

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