发布时间：2013年2月24日
一、什么是动态范围
动态范围（或曝光范围）是指相机在获得良好的图像反差和信噪比的情况下，可以记录的光强的范围，通常表示为f-Stops，EV（曝光值exposure value），Zones（曝光的倍数)，或dB做为表述值。
二、 Imatest软件分析动态范围的步骤
1） 获取标准样图：使用36阶动态范围测试卡和透射光源。将透射图卡放在透射均匀灯箱前，一定要挡住图卡外部灯箱的直射光，因为杂散光会造成分析的动态范围偏小；应尽量避免杂散光和反光。使用云台安装并调整拍摄设备，使测试卡与相机平行，尽量充满取景器。但不是必须的，只要可以正常曝光（如对中灰背景测光）也可以不充满。
– 当拍摄的图像整个过亮(曝光过度)，或整体偏暗(曝光严重不足)时，对于可调曝光的相机建议调整一下曝光，使亮调部分和暗调部分都有适当的信息。
– 当相机的动态范围远小于测试卡的动态范围时，高光和黑场部分可能都会有剪切和并级的现象。
– 为了不造成反光，可以通过调整拍摄距离，适当有一定的倾角来解决。如下图：
2）Imatest软件中使用Stepchart模块打开图像。参考以下设置：
3）选择需要分析的样图，点击打开。
4）选择ROI区域。
在选区窗口中确定四个定位标志的位置。如果由于图像畸变或拍摄偏斜的原因可以通过微调的方式准确定位，目的是使每个灰阶的选择区都落在灰阶块的内部。
5）参数设置。
在参数设置对话框中，红色区域处优先选择每一批(根据序列号)的实测密度数据。如果找不到实际的参考数据可以使用默认的参考数据。其它参数根据需求进行选择。以下是一个推荐的设置。
优先选择每一批(根据序列号)的实测密度数据。如果找不到实际的参考数据可以使用默认的参考数据。
6) ROI精细调节，点击Yes，Continue。
对于畸变较为严重的图片可以通过微调ROI区域的位置，大小，以及畸变来使区域选框保持在对应的灰块范围内。
7) 结果分析。
8) 结果解读。
信噪比等于1时的动态范围常常被定义为此相机在当前拍摄条件下的动态范围。如果当相机的动态范围数据大于软件从图像中分析到的动态范围时，一般有以下几种情况：
– 曝光不正确，曝光过亮或曝光过暗。通常正常曝光是以测试卡中灰背景为参考的。这种情况需要重新拍摄。
– 由于相机的动态范围大于测试卡的动态范围。
这种情况的解决方法有：a. 更换更大动态范围的测试卡。b. 分3-4次加减档曝光，得到更宽曝光范围内的图像，Imatest使用Dynamic模块分析多个CSV文件，以得到相机的动态范围。
– 由于降噪算法等原因，使拍摄图像中没有出现达到信噪比等于1的灰阶。
这种情况的解决方法是：a. 更换更大动态范围的测试卡。b. 减档曝光并分析，直到出现信噪比为1的灰阶。c. 如果采取ISO15739-2013标准分析动态范围。不需要出现信噪比为1的灰阶，只需要通过分析相对密度为2.0反射灰阶处的信噪比来推演信噪比为1时的动态范围。Imatest支持这种标准。可以在MuiltiTest 模块中选择。
三、在用imatest分析动态范围的时候，选择SNR=1来衡量当前camera的动态范围指标。可能有人存在疑问：为什么不用 SNR=2、4或10对应的值去衡量动态范围呢？
首先在36阶动态范围卡的背面需要一个强补光光源进行打光，目的是为了营造一个大光比HDR的客观测试环境。
动态范围在计算过程中需要知道一个上限和一个下限。
上限：
当36阶动态范围测试卡的第一阶过曝、第二块将近过曝的时候，以第一块为上限，这是高亮环境的极限，此时能够最大程度的展现camera在高亮环境下的细节。若第二块或第三块也过曝，则在实际成像中高亮部分过曝，如下图1所示。
高光区域过曝，导致窗户外的细节丢失，那么动态范围的值变小，测量的数据不准确。
下限：
上限确定了，那么下限如何确定呢？36阶动态范围测试所获取的效果图中，底部都是比较黑的，这时人眼是无法通过亮到暗的渐变的找到最黑块，又由于36个灰阶块中每一块都有对应的信噪比，此时可以通过分析信噪比=1的那一个黑色块作为计算的下限（因为当信噪比为＜1时，画面有效信号小于噪声，这时有效细节信息都丢失了）。当然对于要求较高的camera来说，信噪比=1时，有效信号和噪声虽然相等，但是噪声信号分不清，细节也是模糊的。此时有些厂家就将信噪比=2、4、10等，选择更高的SNR值则是对成像效果要求更严苛。
随着灰阶块的往后，对应的信噪比会降低，对应的实际画面中噪声会变大，得到的DR值也会相对高一些。一般来说SNR=1的动态范围值会是最大，并且不同信噪比对应的动态范围值关系是：1＞2＞4＞10。
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