CMS电子后视镜标准解读&测试方案第一讲·色彩还原

什么是CMS?

1、车载CMS系统:

摄像头监控制系统,是一种取代传统倒车镜的电子倒车镜系统,即用电子方式取代传统的玻璃镜面倒车镜,ISO国际标准称其为摄像头 监控系统,即:Camera Monitor System,通常也被称为电子侧视镜、电子倒车镜或虚拟倒车镜。

2、CMS取代传统玻璃反射镜的应用越来越多,比如奥迪、奔驰和雷克萨斯的部分车型已经配置了CMS系统。欧洲的法规也允许了电子后视镜系统替代玻璃视镜,比如ECE R46和ISO16505标准,都是用来规范车上的所有的摄像头图像质量相关的测试和问题。

3、为了对CMS系统做客观的画质效果验证,我们后续会持续分享该系统各个指标的测试方案。本次我们将以色彩还原测试为例,进行讲解。

01 | 定义解读

色彩还原,即CMS系统复现被摄物体真实颜色的能力,CMS即:Camera Monitor System,电子后视镜系统。CMS系统包含了成像端和显示端两部分,CMS最终的效果展现在显示端。所以,为了保证CMS画面清晰通透,除了成像端把控好成像质量,显示端的画面效果也更为关键,因为屏幕端是人眼视觉观察效果的载体。

02 | 色彩还原测试方案

测试基于ISO16505、GB15084及UN R46,CMS设备拍摄均匀光照环境下的ISO 16505-Color色彩还原测试卡,成像稳定后再使用成像色度计拍摄监视器屏幕,测量各单个色块的色坐标值与各个色块到白色色块之间的欧几里得距离。测试方案如下,分为摄像头部分与监视器部分两部分:

Figure 1方案布局布局图
Figure 2实际布局图

主要使用设备:图卡切换设备、LE007反射面光源、LE006灯箱、成像色度计、移动升降测试桌。

测试环境:

摄像头端:D65,6500K±1500K,>500lux

屏幕端:照度无要求,0~10lux

测试结果:

使用分析软件分析各红绿蓝黄色块的色相角与欧几里得距离。

03 | 计算原理与标准

以白色坐标为原点绘制笛卡尔坐标系,根据公式计算各颜色块的色相角;

根据公式计算各色块到白色色块的欧几里得距离:

参考标准GB15084 4.2.2.2.8,对于色彩还原,监视器上复现的图卡色块的色相角应符合如下要求:

  • 红色坐标值范围不得超出[0°,44.8°]或[332.2°,360°];
  • 绿色坐标值范围不得超出[96.6°,179.9°];
  • 蓝色坐标值范围不得超出[209.9°,302.2°];
  • 黄色坐标值范围不得超出[44.8°,96.6°];
  • 为了与白色区分开,定义到白色的距离Ri≥0.02,式中Ri为各色块(i=红色,绿色,蓝色,黄色)相对于白色(i=白色)的色矩。
Figure 3 CIE1976均匀色空间所述的容限范围

04 | 问题讨论

(1)为什么不使用RGB分析色彩还原?

在硬件电子系统中,也就是我们的摄像头,屏幕中,是使用RGB颜色模型来表示的。但是RGB颜色模型中颜色发生变化过程和人眼对颜色的感应过程不一致。简单来说,对RGB颜色模型来说,假设是8bit的颜色深度,当R颜色通道从0增大到10和从240增大到250,其实对于R颜色通道来说,它们的增量大小是一样的。但是对于人眼来说,从当R颜色通道从0增大到10时,人眼能明显看到他们的变化,但是当R颜色通道从240增大到250时,人眼基本上看不出颜色的变化。所以RGB颜色模型不适合用于色彩还原的测试。

怎么根据RGB获得Luv值?大致分为两步:

(2)测试卡要求

  • 测试卡必须为18%灰底,且需要避免测试卡存在反光现象;
  • 测试卡色块受紫外线影响较大,避免长时间曝光于日光或紫外线下,造成测试卡色块退色;
  • 须保证测试卡覆盖整个成像画面,避免其它环境(其余黑背景、其它光源等)对成像调节造成干扰;
  • 测试卡表面平整,无起泡褶皱现象起泡

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