Imatest分析Checkerboard棋盘格测试卡简介

Imatest Checkerboard模块可以执行高度自动化的锐度测量(SFR)、横向色差和棋盘图案图像的光学畸变,TV畸变(锐度测量的推荐倾斜角约为 5-8 度)

棋盘格的主要优点是:

  • 与 Imatest 的其他自动检测清晰度模块相比:  它对框架相对不敏感。只要有可检测到的角特征,您就可以随意放大或缩小。 
  • 与失真(传统)模块相比:  它适用于高度失真(鱼眼镜头)图像。计算更准确,它包含失真中可用的所有结果。

棋盘格的缺点是:

  • 检测必须包括完整的正方形行和列,限制检测区域。
  • 显着的光学像差、光晕或瑕疵可能会导致遗漏角点,从而导致分析区域的损失。(失真也有类似的问题。)
  • SFRplus和eSFR IS O可用的颜色和色调响应不可用。
  • 图卡检测比 SFRplus 和 eSFR ISO 慢,尤其是对于大图像或严重扭曲的图像。(这是一个 Matlab 问题,将来可能会解决。)
  • 一些具有可见像素图案的显示图像可能导致检测算法进入(接近)无限循环。

要分析的区域的详细信息基于用户输入的标准(类似于SFRplus、eSFR ISO或SFRreg,它们非常相似)。

清晰度源自棋盘图案(应倾斜)中的亮/暗边缘,如清晰度:它是什么以及如何测量?

棋盘格模块以两种模式运行。

  • 交互/设置模式(通过在Imatest主窗口中按Rescharts运行,然后选择11. Checkerboard,或通过按Interactive/Postprocessors下拉菜单运行,然后选择Checkerboard setup),允许您选择设置并以交互方式详细检查结果. 保存的设置用于自动模式
  • 自动模式(通过按下Imatest主窗口中的Fixed modules下拉菜单运行,然后选择Checkerboard —稍后可能会添加Checkerboard Auto按钮),无需额外的用户输入即可自动运行。ROI 根据从交互/设置模式保存的设置自动定位。这允许在不更改设置的情况下分析不同尺寸和取景的图像。自动模式适用于大批量文件,对于自动测试特别有用,其中框架可能因图像而异。

本文档介绍Checkerboard并说明如何获取和拍摄图卡。  

棋盘图像(模拟):点击图像下载进行分析。

 选项笔记
介质喷墨(反光)、
LVT胶片(透射)
喷墨(反光)通常是最实用的选择。
对比4:1、10:1、45:1、100:14:1 对比度在 ISO 12233:2014 标准中指定。
表面
光泽
哑光或光面薄膜建议在广角镜头或光线较差的情况下使用哑光表面。 光滑的高精度图卡更清晰,但更容易受到眩光(镜面反射)的影响,尤其是使用广角镜头时。 

示例:带有线条和箭头的高度扭曲的图像

当在更多设置窗口的显示选项区域中选择显示箭头和线条时,可以显示原始图像和校正图像之间的关系(仅限棋盘)。原始图像中的线条(左下)很好地直观地表明了计算出的系数对失真的校正程度。 


原图
校正后的图像

校正图像的放大倍率可以通过 Rescharts 显示区域左下角的滑块进行调整。

购买图卡

棋盘图卡可从正印科技网店以各种反射和透射介质获得。这是设置。

Checkerboard_generation

棋盘图案的典型设置

我们建议使用 8 或 12 个垂直方块。如果少于 8,失真测量可能不太准确。5 阶失真计算(“胡须”或“波浪”失真需要)至少需要 5 行角(比正方形行数少 1 行)。如果超过 12,边缘可能会变得比 MTF 测量的最佳值更小,并且计算会变得更慢。超过 12 个垂直正方形没有实际优势,除非您计划打印非常大并进行大量缩放(放大和缩小)。

图卡中心由深色方块内两个浅色圆圈之间的角定义。当出现圆圈时,报告图卡中心(从图像中心)的偏移。

可以使用喷胶(例如 3M TM 77 或照片贴膜)或双面胶带(例如 3M TM #568 可定位安装胶)将图卡安装在 1/2 英寸(12.5 毫米)厚的泡沫板上。1/2 英寸泡沫板比标准 1/4 或 3/8 英寸泡沫板更平整。PVC 板也很有前途:它可能更耐用,而且有多种尺寸。

需要注意的问题:Checkerboard 算法认识干净的角。我们已经看到过角失败的情况,例如右侧作物中显示的图案。

拍照图卡

取景范围不限制,极大的灵活性是 Checkerboard 的主要特点之一。

图卡的边可能会超出图像范围或完全位于图像范围内。该软件旨在适应各种取景和纵横比。如果图卡的边在图像内部,您应该尽量减少可能被误认为棋盘角的干扰图案。如果可能,图像内部的图卡环境应该是中性灰色,但这并不重要。

下面的Checkerboard Setup窗口图像显示了检测到的理想构图图像的角点。要测量角落附近的区域,图像不应倾斜太多。下面的图像倾斜了 3 度,这足以进行倾斜边缘测量(可能除了微小的图像)并允许在相当靠近角落的地方进行测量。如果倾斜变得更大,则拐角附近的测量变得更加困难。Checkerboard (Matlab) 检测算法(在左下角的下拉菜单中选择)尤其如此,它只检测完整的行和列。替代检测算法(棋盘(自定义))要慢得多,但通常会拾取不在完整行或列中的角。

理想构图图像的棋盘设置窗口

交叉点:

  • 如果可能,图卡应填满图像。
  • 如果可能,图像应至少包含 6 个,最多 16 个垂直方块。小于 6 会降低失真计算的准确性;超过 16 会减慢计算速度,并可能导致区域 (ROI) 小于最佳值。
  • 应注意避免图卡外的干扰模式,这些模式可能被误认为是棋盘角。
  • 如果图卡包含代表图像中心的三个点,则右图中红色箭头→指示的三个点之间的角应尽可能靠近图像的中心。它用于计算 x 和 y 像素偏移。
  • 环境应该接近中灰色(非常大约 18% 的反射率)以获得良好的曝光。(如果可以使用手动曝光控制,即曝光补偿,则可能没有必要。)
  • 避免眩光(闪亮的镜面反射)。这对于具有无光泽表面的图卡来说很容易。
  • 保持照明合理均匀。
  • 对于 MTF 测量,图卡应倾斜 2 到 7 度左右,以避免出现纯水平或垂直边缘。其他方向可能有效,但分析区域会缩小。(对于仅失真测量,倾斜是不必要的。) 
  • 使用棋盘设置窗口中的裁剪边框按钮,可以裁剪图像以去除边缘附近的干扰特征。

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