1 |?概念解讀

色差?/Chromatic Aberration/

色差（CA）是降低鏡頭性能的幾種像差之一（其他像差：彗差、散光、球面像差和視場曲率）。色差的產生是因為透鏡對不同波長的色光有不同的折射率，這也稱為色散現(xiàn)象。

根據(jù)不同平面的波長色散，色差可以分為兩種類型：縱向色差和橫向色差。色差在圖像邊緣位置的切向邊最為明顯。

鏡頭設計一直將實現(xiàn)色差最小化作為重要目標。鏡頭是由具有不同色散的玻璃元件組合而成的，所以在不同類型的鏡頭中都存在色差問題，比較明顯的是廣角鏡頭、長焦鏡頭和變焦鏡頭。

色差類型

縱向色差

縱向色差（Longitudinal Chromatic Aberration）是指在同一介質內，不同顏色的光線的波長不同，焦距也不同。由于焦距不同不能匯聚在同一平面上，而產生的色差。它不能從單一的圖像中測量（影響MTF）。

縱向色差的圖像會在物體邊緣呈現(xiàn)出紅、綠、藍或這些顏色的結合。一個強光快鏡頭比慢小孔慢速鏡頭更可能出現(xiàn)縱向色差。

橫向色差

橫向色差（Lateral Chromatic Aberration）是指在同一介質內不同顏色的光線的波長不同，放大倍率也不同。由于放大倍率不同，而產生的色差叫橫向色差，也叫“彩色邊紋”。

不同于縱向色差，橫向色差不會出現(xiàn)在圖像中間，一般出現(xiàn)在圖像邊緣高對比度的區(qū)域。魚眼、廣角和低質量的鏡頭經常出現(xiàn)藍紫邊現(xiàn)象。

我們可以在ISP環(huán)節(jié)對色差進行優(yōu)化，因此在許多相機的設計過程中，色差的問題不再是困難因素。色差有時會與另一種效應相混淆，我們稱之為像素偏移（色彩空間偏移），這種偏移通常在傳感器上是均勻的，是由多芯片傳感器的物理錯位或去馬賽克錯誤引起。

人們也會把紫邊誤認為是色差，但它卻不是色差，它是傳感器中的一種飽和現(xiàn)象，是由高飽和的像素點溢出到附近的不飽和像素點造成的（微小像素（<2μm）的相機中最為嚴重），之所以是紫色的，是因為大多數(shù)傳感器對綠色最敏感，會有強烈的綠色偏色。而算法的色彩校正會提高紅色和藍色（紫色）成分使圖像變得中性。因此，像素會呈現(xiàn)出紫色。

2 |?測試技巧

色差最佳測量位置是被拍攝圖像的側面或角落的（近）切向邊緣，切向曲線和徑向線（相差90度）如邊緣B（下圖），在徑向邊緣上卻是不可測的，如A（下圖）。

測試橫向色差的最佳位置是測試卡的左右兩邊邊緣位置的近垂直邊緣。在上面的測試圖說明中以酒紅色和藍色顯示。所以，正印推薦使用SFR測試卡進行測試分析（典型的SFR邊緣相對于垂直和水平的角度在3到7度之間），對測試色差效果要好得多。

針對橫向色差（CA）測試，我們可以選擇合適的圖像測試卡，以此評估一個成像系統(tǒng)的CA值，具體可以參考CA這一客觀指標。在標準圖像質量實驗室內，拍攝專業(yè)的測試卡，通過軟件分析得到數(shù)據(jù)結果。表明橫向色差的嚴重程度。

常見的測試卡為ISO 12233:2000測試卡，SFRplus測試卡和eSFR-ISO測試卡。對于這幾種圖卡的分析，不推薦使用ISO 12233:2000測試卡來測試，因為老版的ISO 12233:2000測試卡的測試邊緣（斜邊）數(shù)量非常有限。所以我們推薦使用點狀圖測試卡、SFRplus測試卡或eSFR-ISO測試卡（有多種尺寸和介質可供選擇）測試分析。

3 |?測試步驟

1、設備選用：

2、將點狀圖測試卡吸附在中性灰背板上，左右居中、水平平齊；

3、調整光源色溫及亮度等級到目標值（推薦6500K，1000Lux），并保證測試卡表面均勻性達到90%以上；

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

5、將三腳架、云臺調平，調整畫面，確保圖像在包含不少于20×15點的情況下，鏡頭表面和圖卡表面相對平行且畫面上下、左右對稱；

6、使用激光測距儀測量攝像頭到測試卡的距離，并記錄；

7、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分析與解讀

1、打開Imatest圖像分析軟件，選擇Dot Pattern模塊，導入需要分析的圖像（若需批量分析，可直接選擇多張圖像）

2、點擊選擇整個圖像，調整ROI，使畫面居中

3、點擊繼續(xù)，選擇“black dots on white”，輸入測量的圖卡距離，圖卡的點分離（即兩個相鄰圓點的圓心距）；勾選“橫向色差（LCA）：徑向圖”及其他需要分析的結果后點擊確定

4、勾選上述相應結果圖，點擊保存結果數(shù)據(jù)

5、結果解讀：

打開png結果圖，可看到橫向色差有兩種不同表示形式：pixels和百分比（image height），其結果值越小越好。

5 | 實操演練

具體的測試實操與軟件分析步驟→?測試課堂第三講 — 橫向色差