1、数码相机性能评测实验二噪声及色彩还原性测试实验目的：1、了解数码相机光电转换函数（OECF）测试标版，掌握其使用方法2、掌握数码相机噪声测试方法3、了解数码相机色彩还原性测试标板4、掌握数码相机色彩还原性测试方法实验要求：1、使用数码相机拍摄 24 色标准色卡2、使用 Imatest 软件的 Colorcheck 模块测量数码相机色彩还原性3、使用数码相机拍摄 OECF 测试标版4、使用 Imatest 软件的 Stepchart 模块测量数码相机噪声5、了解 Imatest 噪声和色彩还原性测试结果的含义1、使用数码相机拍摄 24 色标准色卡2、使用 Imatest 软件的 Colorche
2、ck 模块测量数码相机色彩还原性相机型号 iPhone5相机设置 自动模式,F/5.0,ISO400,曝光 0.01s,FL44.0mm测试标版 反射色彩饱和度 129.4%平均值 5.95deltAC corr 最大值 14.6平均值 11.9deltAC uncorr 最大值 23.4平均值 14.5色差deltAE 最大值 25.8测试人员测试日期 2014 年 11 月 24 日（周一晚）注: deltAC 是不考虑 Y 信号的色差值，deltAE 是包含 Y 信号的色差值，corr和 uncorr 分别表示校准值和未校准值，corr 加入了对饱和度的考量，更客观。由表格的数据可知，该
3、 iphone5 相机的色彩饱和度是 129.4%，色差（此处参考 deltAC corr）的最大偏移量为 14，6 平均值为5.95，整体色彩偏移控制得还可以，色彩还原也比较准确。图一 这是 Imatest 软件在色差方面的处理结果图+Evaluation versionPurchase at ColorCheckera*b* color error30-Nov-2014 12:39:43Reference: X-Rite (default)Mean camera chroma (saturation) = 129.4%Color errors: C*ab chroma corr: mean
4、 = 5.95 ; max = 14.6C*ab uncorr: mean = 11.9 ; max = 23.4E*ab: mean = 14.5 ; max = 25.8W Bal (Zones 2-5) C = 5.2sRGB (D65)IdealCamera181716151413121110987654321a*b*NG.JPG4.0.15 Image Sensor-60 -40 -20 0 20 40 60 80-60-40-20020406080100注：这是色表上的区块 #1 - 区块 #18 做一色彩偏离的测试 , 圆圈处是相机的实际表现, 方型处则是色表上的理想值,整个坐标
5、是较大的 CIELAB 色域，而较小的、被灰线画起来的范围则是相机本身的 sRGB 色域。图二 这是软件在色彩偏移对照方面的处理结果图NG.JPGEvaluation versionPurchase at Inner squares: ColorChecker reference: with,w/o luminance corr.30-Nov-2014 12:39:43 sRGB Exposure error = 0.07 f-stopsWhite Bal Error: C HSV Saturation (S) Degrees K Mireds5.3 0.067 6.4 0.078 5.8 0
6、.078 4.9 0.091 3.5 0.089 0.5 0.053 -573 +14.9 -668 +17.6 -658 +17.3 -736 +19.7 -685 +18.1 +285 -6.5 Exaggerated White Balance error注：如下图所示，在每个方格中的最外层区域 Zone1 原本的色块，里边两层Zone2 和 Zone3 是标明的理想值。在 Zone 1 和 Zone 2 之间, 主要是用来比较曝光的误差。Zone 3 代表色彩的理想值, 比较 Zone 1 及 Zone 3 可以知道在色彩上的偏移情况。注：在白平衡的误差上, 我们主要是 HSV 色彩模
7、式中的彩度值( 上图褐色数值 ),以及 Kelvin 的色温值 ( 上图蓝色数值 ) 以及 Mireds( Mireds = 106 /(Degrees Kelvin) ) 表示。（此图用来说明方格的区域划分）比较上图中的各方格的区域 Zone1 和 Zone2,发现亮度接近,说明该相机的曝光误差小。比较上图中各方格的区域 Zone1 和 Zone3,发现色彩偏移不大，说明该相机的色彩控制较好。噪声测试图三 这是用软件在 Colorcheck 选项上处理图片NG.Jpg（与色彩还原性测试同一图片） ，在噪声测评方面的结果NG.JPG00.20.40.60.81Evaluation versio
8、nPurchase at 30-Nov-2014 12:39:43 2918x1928 crop of 3264x2448 pixelsColorChecker analysisUneven illumination (V) 4.0.15 Image SensorGamma = 0.636 = 1/1.572nd orderNominalPixel level / 2551 2 3 4 5 60.20.40.60.811.2Noise (% of max pixellvl) Middle gray (122) noise RGBY % = 0.81 0.69 0.76 0.68Avg. (zo
9、nes 2-5) RGBY % = 0.78 0.70 0.74 0.67Pixel noise: R, G, B, Y (Luminance; gray)normalized to max pixel level (255)Zone (Row 4; Z 4 is middle gray; 3264 pixels total)-1.5 -1 -0.5 0-1.5-1-0.50Exposure error = 0.07 f-stops1st order2nd orderDensity response gray)in f-stops (scene-referenced)Row 4; zones
10、6-2Log Exposure ( -Target density )RMS noise(f-stops)B G R Y M C00.511.5Row3 Noise(%of max pixellvl) Row 3 Pixel noise: R, G, B, Y (Luminance)Normalized to max pixel level (255)0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.500.51Frequency, cycles/pixelNoise powerNoise spectrum, Row 4 Patch 3 (0.44)注：该图只作为噪声测试上的一个参考，增加了色表中第三排
11、的测试，能获得图片的更多的噪声细节。 由图可知，说明 iPhone5 相机在 ISO400 的情况下，有 R 色频和蓝色频差不多，而 G 色频则相对较低的情况。3、使用数码相机拍摄 OECF 测试标版4、使用 Imatest 软件的 Stepchart 模块测量数码相机噪声图一：利用 Imatest 的 stepchart 模块处理得到的结果图注：在 Imatest 的其他模块也进行测试，但在 stepchart 的模块下能获得最为详细的测试结果。NG (2).JPG00.20.40.60.81Evaluation versionPurchase at Stepchart analysisFi
12、rst order(Gamma = 0.633 = 1/1.58)5th orderChart: ST-52Pixel level / 25530-Nov-2014 12:45:22 1385x1360 crop of 3264x2448 pixels4.0.15 Image SensorManual zones: 12 selected2 4 6 8 10 120.20.40.60.811.2 Pixel noise (%): R, G, B, Y (Luminance; gray)Noise(%ofmax pixel level (255)Avg. (zones 2-9) RGBY % =
13、 0.70 0.62 0.68 0.61normalized to max pixel level (255)Zone (8 is middle gray; 2268 pixels total)由上半部的图片可知 gamma 值(灰度系数) = 0.633，这个数值说明了图片的暗部影调丰富。图二：利用 Imatest 的 stepchart 模块处理得到的结果图相机 iPhone5 相机设置 f/2.4,ISO-50,自动模式，1/20sAvg(zone2-9)R色频 070%G色频 0.62%B色频 0.68%Y明度 0.61%测试人员 测试日期 2014年11月24日-1.5-1-0.50
14、 NG (2).JPGDensity response30-Nov-2014 12:45:22Chart: ST-521385x1360 crop of 3264x244824-bit colorMin, max pxls = 0, 255Pixel offset = 0Patch range = 7.26 f-stops (EV)11.9 zones =7.26=7.26=7.265.9Selected EXIF data由上表可知，图片的平均噪声值是这样的：R 色频 0.70%，G色频 0.62%，B 色频 0.68%，Y 明度 0.61%，这些较低的噪声值都说明了该 iPhone5 相机在噪声控制方面表现优异。从右下区块是一个噪声普, 由图可知，噪声抑制开启时, 曲线会很陡、下降的很快，即噪声值下降快。
