1 |?基礎(chǔ)概念

灰階/grey scale/

灰階（grey scale），又稱灰標、灰度楔（尺）。即若干大小不同并按順序排列的一系列灰度組合。攝像頭可以在不同光照環(huán)境下拍攝這個灰階，用來評估攝像頭辨別影像的灰度變化。

灰階測試，是創(chuàng)建一個由最暗的黑到最亮的白之間有明顯亮度層級關(guān)系的場景，記錄相機對此場景下明暗對比和從白到黑過渡方面的響應(yīng)。拍攝的圖片中灰階層次越分明，相鄰灰階過渡越自然，相機的灰階響應(yīng)能力越優(yōu)秀，黑白對比度越令人滿意。

2 |?測試卡推薦

灰階類測試卡一般分為透射和反射兩種類型——可以測試白平衡、灰平衡、信噪比、動態(tài)范圍、灰階響應(yīng)等等。

灰階類的測試種類眾多，

在測試灰階響應(yīng)時如何選擇測試卡？

在灰階響應(yīng)測試中，我們一般推薦使用Q14測試卡、ISO15739測試卡或ISO14524測試卡。對于灰階響應(yīng)更高的用戶，可定制更高光密度，更多灰階的測試卡。

Q14灰階測試卡

• Q14灰階測試卡由20個從白到黑不同階調(diào)灰階組成，密度0.05-1.95

• Q14測試卡中M代表中性灰度調(diào)（即反光率為18%的灰）密度是0.7

• A代表純白色調(diào)，反射密度為0.05；B則是反射密度為1.65的灰階。每一格灰階密度差異為0.10

• 灰階塊數(shù)量較多，推薦用以測試灰階響應(yīng)

ISO 14524攝像頭對比度測試卡

• 此卡符合國際標準ISO 14524，攝影-電子靜態(tài)圖片相機-測量光電轉(zhuǎn)換功能（OECF）。

• 12個灰度等級，密度為0.1、0.2、0.31、0.43、0.56、0.7、0.87、1.05、1.27、1.53、1.86和2.30（高要求的用戶，可定制20個灰度等級）

• 有反射式和透射式可供選擇

• 推薦用來測試成像系統(tǒng)的信噪比和OECF

ISO 15739噪點測試卡

• 包括15灰階測試卡，其中12階安排在橢圓形的邊緣，3階安排在內(nèi)部

• 密度級變?yōu)?.1，0.19，0.3，0.41，0.53，0.66，0.81，0.97，1.17，1.39，1.66，2.0 是12級邊緣灰階（高要求的用戶，可定制36個灰度等級）

• 0.77，0.90，1.05是中間三級灰階，精度為：+/- 0.02

• 此測試卡的測試塊較大，比較適合用于測試噪點

3 |?測試步驟

1、設(shè)備選用：

2、將Q14灰階測試卡吸附在中性灰色背板上，左右居中、水平平齊；

3、調(diào)整光源色溫及亮度等級到目標值（6500K，30Lux、200Lux、1000Lux），并保證測試卡表面均勻度控制在±5%以內(nèi)；

4、將設(shè)備固定在夾具中，需檢查設(shè)備鏡頭有無臟污，若有則需使用鏡布進行擦拭，若鏡頭損壞則需更換設(shè)備；

5、將三腳架、云臺調(diào)平，調(diào)整畫面，圖像拍比例適中，保證灰階區(qū)域占比像素在1000像素以上，畫面中測試卡表面不反光；鏡頭表面和測試卡表面相對平行且畫面上下、左右對稱；

6、拍攝時，先進行鏡頭遮擋，重新觸發(fā)3A，等畫面穩(wěn)定后進行拍攝。建議拍攝3張樣本圖像。

4 |?imatest軟件分析步驟

1、點擊啟動Imatest軟件，打開軟件后，點擊灰階卡模塊，如下圖所示。

2、選擇需要分析的圖像，點擊確認，如下圖所示。

3、框選ROI區(qū)域，使用鼠標點擊拖動，手動框選出要測試的區(qū)域，如下圖所示。

?4、參數(shù)設(shè)置：

（1）設(shè)置線性圖卡類型：本次要分析的圖卡是Q14（選擇密度間隔=0.10放射式）

（2）像素噪聲：”選擇 2. 噪聲（%）歸一化到255（最大值100）”。

（3）噪音細節(jié)：“選擇 Scence-ref.s/nratio& Dyn Range”。

（4）噪聲細節(jié)：“選擇 5. 像素SNR(dB)（20*log10（s/n)”。

（5）X-軸刻度動態(tài)范圍單位：“選擇 3. x軸曝光用dB表示（-20圖卡密度）。動態(tài)范圍用dB表示”。

（6）結(jié)果顯示設(shè)置：勾選最終查看軟件分析的結(jié)果

5、設(shè)置完成后，調(diào)整框選ROI區(qū)域。調(diào)整完成后，點擊“是的，繼續(xù)”，軟件將會自動分析結(jié)果。

6、結(jié)果保存。

7、數(shù)據(jù)結(jié)果解讀：

打開csv結(jié)果文件，查看“Y-mean”的結(jié)果數(shù)值，一般推薦相鄰階差＞8，則表示可識別一階，低分辨率成像系統(tǒng)可適當降低標準。

5 | 實操演示

具體的測試實操與軟件分析步驟→測試課堂第四講 | 灰階響應(yīng)