P2020汽车影像标准的更新及解读在行业内一直备受关注，前段时间我们举行了P2020标准解读研讨会，感兴趣的用户可以扫描二维码进行回看。
相机在汽车主要有两种应用，一是视觉应用，也就是人眼观看。比如电子后视镜，环视系统等。另一种应用是计算机视觉应用。比如自动驾驶，自动泊车等。
在2018年发布的P2020白皮书涉及的指标包括LED Flicker，CDP（contrast detection probability），HDR，亮度不均匀性等。但在2022年7月发布的P2020 Draft中，CDP和CSP参数因各厂商存在争议被去除了。本篇文章将解读Imatest软件对CDP的相关概念及测试方法。
1 | 介绍
CDP是一个概率，表征了成像系统对物理世界辐射信号差异的复现能力，在关注对比度复现的领域中需要成像系统对物理世界中的信号强度对比进行准确按比例复现。
成像链必须保证以给定的概率在信号中检测到指定的对比度。由 IEEE P2020汽车图像质量标准委员会制作并审查的CDP定义为对比度测量结果在给定对比度区间的置信度表示。
有关更多信息，请参阅：Detection Probabilities: Performance Prediction for Sensors of Autonomous Vehicles.[1]
2 | imatest对比度定义
Imatest中对比度的定义分为韦伯对比度（Weber contrast）和迈克尔逊对比度（Michelson contrast），具体计算方式如下:
Weber contrast：基于人类感知的Weber contrast ，计算方式是高亮度和低亮度的差除以低亮度得到的比值。
Michelson contrast： 常见于光学领域，它是高亮度和低亮度的差和和做比值得到的。
这种计算方式可以兼容边界值不同的Michelson contrast和Weber contrast。
3 | 测试方案
在 Imatest 5.2中的 CDP 测试需要一张对比度分辨率测试图卡和透射式光源。
imatest 5.2之后可以通过对比度测试卡，在从亮到暗的各种灰阶块中，使用低对比度图案，计算生成CDP的测试结果，这考验相机对宽灰阶范围能正常曝光的能力（测试图卡和光源如下）。
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4 | 操作步骤
1. 选择Color/Tone Interactive模块。
2. 在Charts中选择下拉按钮。
3. 点击Grayscale charts。
4. 选择Contrast-Resolution(见下文)。
5. 读取需要测试的图像
6. 显示设置中选择Contrast Det.Prob.(CDP)Detail和Contrast Det.Prob.(CDP)Summary
5 | 结果数据说明
有两个选项用于可视化和分析CDP，分别是Contrast Det.Prob.(CDP)Detail和Contrast Det.Prob.(CDP)Summary，这两者都可在Color/Tone Interactive和Color/Tone Auto模块中使用。
Contrast Det.Prob.(CDP)Detail
用户可以切换Path、切换对比度的两种定义和、 输入边界值 （下同）。
在用户输入积分的边界值之后，软件会得到一个基于用户输入边界值的CDP，同时在中间的图表中以红色竖线和蓝色竖线的分别表示用户输入的左右边界值。绿色竖线代表基于参考文件的图卡原始对比度。
在第一个图表中展示了用户选择的patch的直方图，紫色直方图对应黑色区域，灰色直方图对应背景灰块，黄色直方图对应白色区域。X轴表示图像的DN值（数字量化值（Digital Number,DN），即是成像系统的初始像素值），可以在设置中选择是否进行归一化表达；Y轴表示对应DN值的置信度，单个颜色的直方图本质是一个关于DN值的概率分布图。
对应patch关于的概率分布图，X轴表示的值，Y轴表示对应的值的置信度。CDP为用户输入对比度区间的概率和。
所有patch基于用户输入边界值的CDP值汇总。
CDP 图允许用户分别在对比分辨率图表中可视化每个色块。上面显示的是给定对比度分辨率图表中的色块 9。注意上图右侧，对比度设置为Weber。用户可以使用 Weber 或 Michelson 对比度指标来测量对比度。两个值都重新缩放以相互匹配；这样，最终的CDP plot结果就不会改变。
Imatest CDP测量
Imatest 允许用户设置所有色块的下限和上限，并选择 Cw 或 Cm 对比度。红线和蓝线（在中间的子图中）对应于“CDP bounds Lo Hi”用户指定的参数。参数值基于成像系统的应用和感兴趣的斑块的对比度。
在这种情况下，色块 9 的对比度设置在 0.7 和 0.9 之间。基于相关参考文件的图表对比度为 0.8332（绿线）。然后整合指定范围内的所有对比度值以量化 CDP。
CDP 细节的子图（显示 #17）
上面的子图表示用户选择的色块的直方图，在本例中是色块 9：
- 紫色箱（深色）对应于补丁内的黑色区域。
- 灰色（中间）箱对应于补丁的背景。
- 黄色（浅色）箱对应于补丁内的白色区域。
x 轴表示补丁的 DN（如果需要，可以在设置中对其进行归一化），而 y 轴表示所选补丁内相应亮度区域（暗、中或亮）的归一化概率质量出现.
中间的子图显示了 Weber 或 Michelson（上图中使用了 Weber）指标的直方图。x 轴表示 Weber 或 Michelson 对比值。y 轴表示相应补丁的归一化概率质量出现。对中间图中边界内的值进行积分，然后计算 CDP 指标。对对比度分辨率图表中的每个色块执行此过程。底部的子图显示了每个补丁的测量 CDP。
Contrast Det.Prob.(CDP)Summary概要
对于每个色块，将显示以下测量值：
- 顶部值显示 CDP 测量值。
- 中间值显示相应的色块号。
有关对比度分辨率的更多信息，请参阅我们的对比度分辨率图表和分析页面。
JSON输出
这显示了 20 色块对比度分辨率图表的每对 CDP 计算：
“对比度检测概率”：[1,1,1,1,0.96,0.846,0.944,0.892,0.734,0.654,0.404,0.292,0.26,0.136,0.086,0.07,0.066,0.056,0.044,0.038],
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