測(cè)試課堂第七講丨細(xì)節(jié)紋理測(cè)試與分析

1 |?基礎(chǔ)概念
紋理(Texture)
紋理(Texture),通常意味著對(duì)來自于物體表面質(zhì)量的視覺和觸覺體驗(yàn)。
細(xì)節(jié)紋理(Detail texture)
細(xì)節(jié)紋理是指中高空間頻率的圖像內(nèi)容,比如樹葉、草和織物。任何高頻紋理特征的空間尺寸小于通過非線性噪聲處理和彩色濾波器陣列(CFA)插值算法評(píng)估為邊緣的尺寸范圍。也可以理解為在圖像場景中物體的紋理細(xì)節(jié)展現(xiàn),是評(píng)判圖像質(zhì)量優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)之一。若圖像細(xì)節(jié)紋理丟失也意味著圖像在密集紋理處丟失了部分高頻信息。
細(xì)節(jié)紋理有時(shí)被誤認(rèn)為圖像噪聲,因此會(huì)從圖像中錯(cuò)誤地刪除。這在低光成像中可能是一個(gè)問題,在低光成像中,模擬和數(shù)字增益應(yīng)用于圖像處理,增加了不良噪聲。因此,用降噪來平滑噪聲,但這樣會(huì)在某種程度會(huì)抹除細(xì)節(jié)。


紋理細(xì)節(jié)和紋理細(xì)節(jié)弱化的現(xiàn)象對(duì)比(如上圖1所示),上側(cè)的圖像是未經(jīng)更改的相機(jī)拍攝的一部分,下側(cè)的圖像是經(jīng)過降噪算法處理后的同一圖像。觀察下側(cè)圖像中樹葉的細(xì)節(jié)損失,相對(duì)來看,上側(cè)圖像中存在更多紋理細(xì)節(jié)。然而,請(qǐng)注意,在兩幅圖像中,彩色目標(biāo)的邊緣仍然不受噪聲清除算法的影響。

2 | 影響細(xì)節(jié)紋理的因素
清晰度(Sharpness)
清晰度是衡量圖像質(zhì)量重要因素之一,一定程度上反映了成像設(shè)備表達(dá)細(xì)節(jié)信息的能力,相機(jī)的分辨率與此密切相關(guān)。
對(duì)比度(Contrast ratio)
對(duì)比度是指畫面的明暗反差程度。增加對(duì)比度,畫面中亮的地方會(huì)更亮,暗的地方會(huì)更暗,明暗反差增強(qiáng)。
銳化(Sharpening)
銳化是增強(qiáng)畫面清晰度的手段之一,它使物體邊緣處的反差增大,黑邊更黑,白邊更白,使人感覺紋理更加突出,產(chǎn)生清晰度增加的感覺,但本身無法增加畫面細(xì)節(jié)。
降噪處理(Denoise Processing)
降噪處理,尤其是對(duì)弱光區(qū)域和高頻降噪,會(huì)影響細(xì)節(jié)紋理的響應(yīng)。

3 |?增強(qiáng)細(xì)節(jié)紋理的優(yōu)缺點(diǎn)
??優(yōu)點(diǎn)(Advantages)?

比較好的紋理
可以讓畫面中的中高頻信息、紋理顯得反差強(qiáng)烈,從而在畫面中更加突出。一張紋理、邊緣清晰的照片,會(huì)顯得更有質(zhì)感,整體細(xì)節(jié)更豐富。
? 缺點(diǎn)(Disadvantages)?

松樹灌木的紋理已經(jīng)完全丟失
適當(dāng)銳化可以加強(qiáng)輪廓和邊緣的銳利度,增強(qiáng)畫面清晰度;但過度銳化會(huì)使圖像失真厲害,細(xì)節(jié)紋理丟失明顯。

若去噪?yún)?shù)過大,會(huì)導(dǎo)致圖像模糊,圖像細(xì)節(jié)紋理丟失明顯。

4 |?測(cè)試卡推薦
針對(duì)細(xì)節(jié)紋理測(cè)試,我們可以通過在圖像實(shí)驗(yàn)室內(nèi)拍攝專業(yè)的枯葉圖測(cè)試卡,經(jīng)過軟件分析后得到相應(yīng)的結(jié)果數(shù)據(jù),進(jìn)而評(píng)估成像設(shè)備的細(xì)節(jié)紋理響應(yīng)能力,具體可以參考MTF和Acutance客觀指標(biāo)。測(cè)試卡分為透射式和反射式,常見的有:


5 |?測(cè)試流程
1.設(shè)備選用


2.將黑白落幣(枯葉)測(cè)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(jí)到目標(biāo)值(6500K,800Lux),整個(gè)圖卡的表面照度均勻性需達(dá)到90%以上;
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(jìn)行擦拭,若鏡頭損壞則需更換設(shè)備;
5.將三腳架、云臺(tái)調(diào)平,調(diào)整畫面,圖像畫面左右居中,畫面占比建議在1/2到2/3之間;鏡頭表面和測(cè)試卡表面相對(duì)平行且畫面上下、左右對(duì)稱;
6.使用激光測(cè)距儀測(cè)量攝像頭到測(cè)試卡表面的距離,并記錄;
7.拍攝時(shí),先進(jìn)行鏡頭遮擋,重新觸發(fā)3A,等畫面穩(wěn)定后進(jìn)行拍攝,建議拍攝3張樣本圖像。

6 |?Imatest分析與解讀
1.打開imatest軟件,點(diǎn)擊隨機(jī)圖/枯葉圖模塊;

2.選擇需要分析的圖像,點(diǎn)擊打開;

3.選擇讀取分離文件,點(diǎn)擊是的;

4.調(diào)整ROI選框,使分析區(qū)域位于灰階塊內(nèi),點(diǎn)擊繼續(xù);

5.在設(shè)置頁面中選擇圖卡類型;
6.計(jì)算區(qū)段可選擇8,計(jì)算半徑可選擇64;
7.根據(jù)需求選擇MTF單位,視頻以LW/Picture Height為例;
8.點(diǎn)擊更改讀出顯示,視頻以讀取MTF50和MTF50P的結(jié)果為例;
9.點(diǎn)擊Acutance/SQF選項(xiàng),根據(jù)需求選擇CPIQ預(yù)設(shè)值,視頻以Cell Phone為例,點(diǎn)擊確認(rèn);
10.勾選顯示的結(jié)果繪圖;


11.點(diǎn)擊確定進(jìn)行分析;
12.勾選需要保存的結(jié)果圖像,點(diǎn)擊是的。


7 |?Imatest結(jié)果分析
1.打開SFR(MTF)結(jié)果圖像,讀取MTF50和MTF50P的結(jié)果值,同時(shí)可參考8個(gè)區(qū)段的結(jié)果值;

2.打開CPIQ Acutance 結(jié)果圖像,查看Acutance的結(jié)果,結(jié)果值越高越好。


8 | 實(shí)操演練
具體的測(cè)試實(shí)操與軟件分析步驟→測(cè)試課堂第七講-細(xì)節(jié)紋理。