ISP—清晰度（SFR）

清晰度（Sharpness）

清晰度是衡量图像质量的最重要的一个因子，反应了一幅图像表达细节信息的能力；

相对图像获取设备来说，可以通过测量设备或者是成像系统的空间频率响应（SFR），也称为阶调传递函数（MTF），表达该设备或者成像系统的获取图像的清晰度参数；

在Imatest的SFRplus模块可实现SFR的自动化分析。

拍摄色卡：SFRplus；

SFRplus测试卡，主要内容由5*9的5°斜边灰色块构成，适合于16：9的高清屏幕，也用5*7类型适合于4：3的手机屏幕；在测试中有时需要一些其他辅助测试对象，如，灰阶调梯尺，灰梯密度步长0.1，用于测量阶调响应及Gamma等，4*5的彩色色块类似于24色色卡用于颜色精度还原测量；

测试卡对比度：推荐用4：1对比度，符合ISO12233：2014标准要求；

测试卡的上边横线与下边横线用于镜头畸变观察及测量；

测试卡的拍摄要求：

拍摄的图像上下边缘要预留“白边”，用于畸变观察与计算，宽度不小于图像高度的0.5%，不大于图像高度的25%；理想情况是1-6%；

Stepchart在水平方向居中；

相机光轴中心最好垂直于测试卡中心；测试卡的背景应是白色或者浅灰色；

在指定的光照度情况下，拍照时光照均匀，无镜面反射光。推荐用左右2个光源，夹角25-45°之间。拍摄图像无视觉畸变。

测试条件及要求：

测试卡的照度均匀性要求，测试卡任何位置的照度在近中心平均照度的10%以内；

避免产生镜头方向的直射光，照明光源应添加挡板；

测试卡周围场应为低反射、无炫光的；

SFR测量通常针对于亮度信号；

Gamma校正，相机获取的图像像素级与场景的亮度是非线性的，SFR测量定义为线性输出信号的计算，因此信号应先进行线性化处理，通过相机的OECF求逆运算实现；

OECF测量，依据ISO 14524，使用标准的OECF测试卡；

测试卡：

A：测试卡的黑边，用于定义目标区域；

B：定义4：3测试区域；

C：定义小于4：3的区域，在0.15-0.25之间

D：喇叭图测试对象，符合ISO12233；

E：中心的5度斜边对象，该对象满足ISO 640*480的ROI像素区域采样大小要求；

E在中心位置应设置辅助对焦的对象，如星标等；

F、G如同E处的一样，多个位置的5度斜边测试对象，分别覆盖测试区域的50%与70%；

H：ISO 14524定义的OECF测试对象；

I非对称的自动检测区域对象。

相机的曝光，镜头光圈和曝光时间，如果可调，应提供来自白区域的接近最大值信号，

锐化是成像系统能够表达细节的一个测量，是用户最关心的一个指标；用户希望与锐化增加相关联的像素数也增加；随着ISO速度的增加，因为软件降噪，相机锐化降质：

为计算平均锐化参数，依据中心到四角的距离，获取图像被划分为三个区域，中心区域30%、中心周边区域30-75%，四角区域75-100%；默认权重：中心1，part-way0.75，四角0.5；

锐化测量使用32个ROI区域，包含测试对象中的水平和垂直边；

锐化结果用MTF50P和MTF20P计算，表达MTF峰值降到该百分数处的空间频率，单位是LW/PH；

MTF20F接近消失的分辨率，在该频率视觉已不能觉察出细节，MTF50P表达了感知锐化；

每一个MTF50P和MTF20P用2D图像表示，方便对比总体结果；

MTF50P用3D图像表示，便于观察整幅图像的视觉均匀性；

一般来说，在空域一个陡峭的锐化边缘，没有太多的过度锐化(5-25%）是首选的；

在频域，在Nyquis频率以下，高MTF50P或MTF20P直，且过度锐化在20-25%下是好结果；

超过Nyquis频率，会出现混叠效应，如视觉莫尔纹

Gamma-默认值是0.5，勾选Use for MTF；

Channel：选择亮度通道；

测试卡反差：选择测试卡的实际值，本实验用卡为4：1，该值用于Gamma计算；

ROI分析区域选项：至少选择13个区域，用于出3D分析图，推荐用第6个选项或第7个选项，计算速度快，同时分析了多个细节；

选择垂直边分析，Vertical edges；

勾选Step chart；

单位：LW/PH，线宽/像高；

MTF显示的最大频率，2x Nyquist，截至频率；

MTF第二显示读数，基本数据是MTF50，推荐第二数据显示MTF50P；

Edge Plot，显示边缘的内容，默认选择边缘Profile线性，Gamma 校正已被去除；

Speedup：勾选会加速计算，去噪点及直方图分析；

Edge roughness：计算边缘的粗糙度；

MTF噪点减少：提高MTF精度，尤其是噪点图像；

Channel：默认Y通道，Y=0.3*R+0.59*G+0.11*B；

Color reference和Color space ：当进行颜色分析时使用；

Gamma：用于线性化输入数据，去除RAW转换或者相机的Gamma编码值，需要输入正确的Gamma值；

如果不分析ISO速度、镜头畸变、视场等参数，其他选项可以默认，或者不设置值。

多个ROI数据显示：

理想情况：相机获取图像中心位置的MTF50最大；Part-way区域次之；四周位置最小；

图中黄色底显示的事MTF50的值；

边缘Profile与MTF曲线；

边缘Profile曲线越陡，表明图像边缘对比越强烈，相对来说图像越清晰，MTF50的值也越大；相反，边缘Profile曲线越平缓，图像边缘的对比越弱，图像看上去也越模糊；

10-90%的提升值也越大；

3D-plot：

3D图是将所有ROI的MTF50按照等高线的模式进行整体的分析；

相机成像，理想状态的3D图类似“草帽”型，中心最高，向边缘方向缓慢降低；

从图中可以获取，中心区域的均值、Part-way区域的均值、四角的均值。

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