1 | 概念介绍
◆ 亮度均匀性（Uniformity）：
是指从中心到边缘的亮度分布是否均匀。极端的对比现象可以从摄像头画面最亮与最暗部分的差异值来看。一般说来，图像画面最亮的地方会是画面中央的部分，最暗的地方为画面的边缘；因此当均匀度越高，画面中央到边缘的一致性就越高，当均匀度越低，画面的明亮不一的情形也更严重。
如图①，亮度均匀性很低（暗角）的主要可能原因：
(1) 边角的成像光线与镜头光轴有较大的夹角，是造成边角失光的主要原因。
(2) 变焦镜头镜片很多，偏离光圈较远的镜片为了能让边角的光线通过，这些镜片必须很大，有时为了降低成本，缩小了这些镜片的直径，造成边角成像光线不能完全通过，降低了边角的亮度。
(3) 边角的像差较大，为了提高像质，某些镜片的边缘或专门设置的光阑有意挡住部分影响成像质量的边缘光线，造成边角失光。
Lens Shading问题由于镜头的光学特性，传感器影像区的边缘区域接收的光强比中心小，所造成的中心和四角亮度不一致的现象。具体是因为透镜在中心收集更多光的径向性质。这种现象在广角镜头上表现更加明显。
同时也会由入射到传感器的光的主光线角度引起，随着角度增大，边缘进光量减少。它可以容易地在软件上或者通过图像处理校正。
◆ 色彩均匀性（Color Shading）：
是指色彩表现一致能力，即拍摄纯色背景下，中心和边缘角落的显色情况的一致性，以其成像面整体的色彩偏离情形来加以评估，从中心到边缘的色彩分布是否均匀（镜头画面中心与边缘部分的差异）。
Color Shading问题源于镜头模组，光在穿过凸透镜后会在一段距离后聚焦。相机因为空间宽松，因此可以把焦距拉得很长，而手机则只能尽量缩短焦距，让光在镜片后非常近的距离聚焦。
虽然两种聚焦方法都可以达到在感光元件上成像的目的，但两者的效果却相去甚远。又因为相机透镜（镜片）对不同波长的光存在不同的折射率，在经过透镜后的前进方向会有一定的差别。
在焦距很短的情况下，四周的散射光由于聚焦过早而无法完全重合，这就造成了中心光量更大而周边光量较少的情况，这时拍摄的照片变色（偏红，黄，蓝），也就是造成Color Shading现象的根本原因。
想改善Color Shading，最简单的方法自然是把镜组拉长，可是在手机越来越薄的今天，这种方法显然不现实。所以我们必须借助其他方法来矫正这一问题。
这其中包括了硬件和软件两部分。从硬件上讲，一方面须对镜头模组进行参数矫正，让它们趋向一致，以减轻Color Shading，另一方面则可以选用IR cut filter [ IR cut filter即红外截止滤光片，它放在于LENS与Sensor之间。IR cut filter分为反射式（普通IR）及吸收式（蓝玻璃）两种 ] 对中心的偏色现象加以抵消。软件修正，可以参考中心区域RGB三通道比值或者∆C的差值，进而对边缘偏色区域做分析补偿，弱化画面整体Color Shading的现象。
2 | 测试实操
针对Lens Shading和Color Shading测试，我们可以选择合适的测试设备和图像测试卡，评估一个成像系统大致的均匀性，具体可以参考Shading这一客观指标。
而针对超广角镜头、全景相机等均匀性测试需求，可使用球形光源进行评估测试。
因此，本次测试课堂我们将展示三种均匀性的测试方法，测试环境以光源色温2850K 1000LUX，5000K 1000LUX为例。
1、反射式（18%中性灰测试卡＆LE007反射面光源）
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步骤1：调节 Camera的驱动参数调试到最佳（一般采用默认参数），参数设置为普通模式，如曝光设为自动等。
步骤2：反射光源照射18%灰卡或者白平衡卡，使用照度计将测试卡表面的照度均匀性调整为95%以上。
步骤3：镜头正对着测试的18%灰卡或者白平衡卡，被测测试卡充满整个镜头画面。
步骤4：待图像稳定，完成对焦后即可拍照。
2、透射式（LE005透射光源）
步骤1：调节 Camera的驱动参数调试到最佳（一般采用默认参数），参数设置为普通模式，如曝光设为自动等。
步骤2：镜头正对均匀光源的发光面，使均匀透射光源的发光面充满整个镜头画面。
步骤3：待图像稳定，完成对焦后即可拍照。
3、超广角（球形光源）
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步骤1：调节 Camera的驱动参数调试到最佳（一般采用默认参数），参数设置为普通模式，如曝光设为自动等。
步骤2：镜头正对均匀光源的发光面，使均匀透射光源的发光面充满整个镜头画面。
步骤3：待图像稳定，完成对焦后即可拍照。
以下是三种均匀性测试方法在色温照度2850K 1000LUX情况下的实拍图。
3 | 分析解读
1. Imatest软件中使用均匀性模块打开图像。参考以下设置：
2. 选择需要分析的样图，点击打开。
3. 选择ROI区域。
4. 分析整张图像可以直接点击继续进行分析。
5. 在设置页面对图像进行参数设置，选择Shading输出结果绘图设置。
6. 选择Color Shading输出结果绘图，推荐选择3个比值：R/B, R/G, B/G。
7. 勾选网格图，根据需求选择网格图的输出设置，可修改网格图大小。
8. 边角和边界及位置为软件分析计算Shading的参考点大小及位于图像的位置，可进行修改。
9.保存结果数据。
10.结果解读：
ps：归一化即255归一化为1，比如Corners：worst归一化为0.439，即Corners：worst=0.439*255。后文同上。
- MAX=0.495表示图像最亮的Y值归一化为0.495。
- Corners：worst=0.439（88.8%）表示图像最暗区域角归一化为0.439，88.8%表示图像最暗区域角与图像最亮区域的百分比值，是衡量亮度均匀性的一个重要指标。
- Corners：mean=0.457表示图像整体的亮度归一化为0.457，92.4%表示图像边角与图像最亮区域的百分比值。
- Sides：同Corners，表示图像的两个边与表示图像最亮区域归一化为0.45、0.463，91%、93.5%表示图像两边缘与图像最亮区域的百分比值。
- Sides mean=92.3%是图像的边与图像最亮区域的百分比，是衡量亮度均匀性的一个重要指标。
- R\B pixel ratio max=1.12和min 1.07分别为R和B比值的最大值和平均值 。
- Corners：worst和Corners：mean类似亮度均匀性。
- minimum comer/center R\B R\G G\B 分别计算了色彩均匀性最低和最高的比值。
- R\G 和 G\B与上同理。
图表中将整体画面分成5×5网格状，Mean=0.4719 归一化平均亮度值，max=0.4913为该区域图像归一化最亮值。
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