1、 相机影像器材工业协会标准 Standard of the Camera & Imaging Products Association CIPA DC-003 - Translation-2003 数码相机分辨率的测量方法 Resolution Measurement Methods for Digital Cameras This translation has been made based on the original Standard (CIPA DC-003). In the event of any doubts arising as the contents, the orig
2、inal Standard is to be the final authority. 2003 年 12 月 17 日制定 编 制 标准化委员会 Standardization Committee 发 行 有限责任中间法人 相机影像器材工业协会 Camera & Imaging Products Association 电话： (0755) 86354826 / 86354829 传真： (0755)29182559 手机： 13590108052 网站：http:/ 邮箱： / 地址：深圳 邮编：518000 CIPA DC-003-Translation-2003 本书面资料按照“本来
3、状态”直接提供。CIPA、CIPA 的会员、会员的子公司或与会员有关 的公司，关于本书面资料内容，包括其商品性、针对具体目的的适用性以及不侵犯任何权利 的保证等在内，不作任何保证，包括明确表述和隐含的保证。 CIPA、CIPA 的会员、会员的子公司或与会员有关的公司，对由于本书面资料的使用或无法 使用而产生的损害(指包括但不限于利益损失、派生或继发损害等在内的所有损害)，在适用法 律认可的范围内，一律不承担任何责任。即使 CIPA、CIPA 的会员、会员的子公司或与会员 有关的公司知道存在发生有关损害的可能性时也同样。 CIPA、CIPA 的会员、会员的子公司或与会员有关的公司，对由于本书面资
4、料内容而引起与 第三方之间产生或可能产生的知识产权纠纷，不承担防御、协作或补偿责任。 2003 年 有限责任中间法人 相机影像器材工业协会 CIPA DC-003-Translation-2003 目 录 1. 适用范围.1 2. 引用标准及文件 1 3. 术语及定义 .1 4. 测试图表.1 4.1 ISO12233 分辨率图表1 4.2 ISO 图表中所记载数字的含义 1 4.3 ISO 图表以外的图表.1 5. 拍摄条件.4 5.1 照明4 5.2 取景构图.4 5.3 相机条件设定的原则.4 5.4 曝光条件设定4 5.5 对焦 4 5.6 白平衡 4 5.7 变焦位置.4 6. 测量
5、条件.4 6.1 用打印图像进行的评估 .4 6.2 用显示图像进行的评估 .5 6.3 利用软件进行测量 5 7. 标记事项.5 7.1 分辨率的数值5 7.2 分辨率的测量方向 5 7.3 分辨率的测量方法 5 7.4 相机的条件 .6 7.5 测量条件.6 8. 标记例 6 9. 关于 ISO12233.6 附件 1 (参考) 极限分辨率判定软件 HYRES 的概况7 1. 前处理裁剪出 7 2. 主处理楔形线数变化的检测.7 3. 运算处理.8 CIPA DC-003-Translation-2003 附件 2 (参考) HYRES 的极限分辨率判定算法说明 .9 1. 前言9 2.
6、处理概要.9 3. 主要流程.9 4. 楔形线开始行 WSL 检测子流程 SR1 10 5. 黑线检测(黑线数 BCT 获取)的子流程 SR2 .10 6. 总结12 附件 3 (参考) 分辨率测量用 45 度图像旋转算法说明19 1. 背景19 2. 处理方法.19 附件 4(参考) 本标准制定时通过实验确认的事项.21 1. 目测判定视觉分辨率时的偏差(打印输出及显示屏显示).21 1.1 用打印图像进行的目测评估时的偏差21 1.2 用显示屏显示图像进行目测评估时的偏差.21 2. 用计算机软件进行视觉分辨率评估时与目测评估之差.22 数码相机分辨率的测量方法 解说26 1. 制定的宗旨
7、和过程 26 1.1 宗旨26 1.2 经过26 2. 审议中意见多歧的事项 .26 3. 原案编制委员会组成表 .26 CIPA DC-003-Translation-2003 1 数码相机分辨率的测量方法 Resolution Measurement Methods of Digital Cameras 1. 适用范围 CIPA标准 DC-003(2003)(以下简称本标准)适用于民用静止照片数码相机(以下简 称 DSC)。在产品目录等中记载静止照片的分辨率时，采用本标准规定的测量方 法。 2. 引用标准及文件 在本标准中引用下列标准，它们将构成本标准规定的一部分。 这些引用标准都适用其最
8、新版本(含追加内容)。 ISO12233: 2000 Photography - Electronic still-picture cameras - Resolution measurements ISO7589: 2002 Photography - Illuminants for sensitometry - Specifications for daylight, incandescent tungsten and printer 3. 术语及定义 a) 分辨率 resolution 除锯齿外， 可分辨精细图案的极限。 以画面每单位高度的条数来表示。 b) 锯齿 aliasing 采样
9、频率小于图像信号最高频率的 2 倍时，在采样频率的高次谐波附近 会产生带波重叠的噪音。(新版摄影术语辞典(株) 写真工业出版社 1988) 4. 测试图表 4.1 ISO12233 分辨率图表 本标准以 ISO12233 为基础，测试图表(图 4.1，以下简称 ISO 图表)也直接利用 ISO12233 用 图表。ISO 图表中包含各种样式，本标准(视觉分辨率)主要使用其中的水平方向 J1、K1；垂 直方向的 J2、K2；倾斜 45 度方向的 JD、KD 等样式。(ISO12233 中记载了 3种测量方法、 ISO 图表的采购方法，请参考 9. 关于 ISO12233。) 使用 ISO 图表时
10、，不一定直接使用该图表。也可裁剪出必需的部分，并经过重新拼接排 列后使用。 4.2 ISO 图表中所记载数字的含义 摄影时让图表的有效高度(横向长边看图 4.1时粗框内侧的高度)正好占满画面，图案的数字 100 即为画面中每单位高度的条数。拍摄时不一定要让有效高度占满整个画面，但此时需要进 行标定( 参考 5.2取景构图)。 4.3 ISO 图表以外的图表 也可自己制作并使用与 ISO 图表相同的图表。此时，必须满足 ISO12233 中规定的如下事项 (ISO 图表当然满足这些规定的要求)。 a) 白底部分的反射率 Rmax 与大面积黑色部分的反射率 Rmin 之比为 80Rmax/Rmin
11、 CIPA DC-003-Translation-2003 2 40(ISO12233 的第 4.5项)。 b) 各个图案的位置精度相对所规定位置为 0.2mm(画面高度的0.1) (ISO12233的第 4.8 项)。 c) 线宽为5(ISO12233 的第 4.8项)。 d) 双曲线图案 K1、K2 的最细部分(的白色部分和黑色部分)的反射率比 Rmax/Rmin 为 18 以上。但这仅为“推荐”水平(ISO12233 的 AnnexB) 也可使用透过型图表。此时上述项目的反射率应解释成透过率。使用透过型图表时，用 扩散光进行照明。 无论是反射型还是透过型，评估用图案必须呈中性分光特性。
12、CIPA DC-003-Translation-2003 3 图 4.1 ISO12233分辨率图表 CIPA DC-003-Translation-2003 4 5. 拍摄条件 5.1 照明 光源根据 ISO7589 的规定，采用“日光”(标准设定)或“钨丝灯” 。对图表进行充足的照明以 确保相机能输出信号。照明时要保证图表任何部分与中央区域的照度差异位于10的范围 内。要注意不要让照明光源的光线直接进入相机镜头。在图表周围放置反射率较低的物体， 以便将反射光的影响降到最低。 5.2 取景构图 放置图表时使之与相机的焦点面平行，并且使得横向看时，水平方向的粗框与画面水平框平 行。 根据 IS
13、O12233 的规定，拍摄时让图表的有效高度(横向看图 4.1 时粗框内侧的高度)正 好占满画面。实际上完全按照该要求拍摄有一定难度，因此也可拍摄得稍小。此时，将乘以 “整个画面的垂直像素数/画面中图表的每有效高度的像素数”进行标定。 5.3 相机条件设定的原则 根据本标准测量分辨率时，相机参数原则上采用出厂时的设定。采用出厂设定以外的设定进 行测量时必须注明所采用的设定。若存在根据出厂时的设定无法确定的参数时，厂商将按照 该相机的用户最可能使用的设定进行测量，并注明可确定该设定的信息。 说明和示例 采用出厂时的设定， 是根据各公司认为该机型用户最可能使用的设定即为出厂 时的设定这一前提而决定
14、的。但是，可能存在用出厂时的设定无法确定测量条 件的情况。例如，在功能切换拨盘与 on/off 开关相同，可按照“off回放 标准画质拍摄非压缩拍摄”的顺序切换的相机中，出厂设定为 Off 的场合即 属于这种情况。此时按照厂商认为该相机用户最可能使用的设定条件(例如标 准画质拍摄)进行测量，并注明可确定该设定的信息。 5.4 曝光条件设定 没有特别规定。 5.5 对焦 没有特别规定。 5.6 白平衡 相机的白平衡必须相对照明光源进行适当调节。 5.7 变焦位置 没有特别规定。 6. 测量条件 拍摄上述 ISO 图表后，打印或显示拍摄图像，对该图像进行视觉评估并求解 DSC 的分辨率。 也可使用
15、可执行与视觉评估同样处理的软件进行评估。 6.1 用打印图像进行的评估 为了尽量缩小评估的离散性，以如下 2点作为评估基准。 a) 将视觉分辨率评估图案的楔形线数发生变化(如由 5条变为4条)的空间频率作为分辨率。 单位以画面中每高度的条数来表示。 CIPA DC-003-Translation-2003 5 b) 观察时，请务必从低频侧开始跟踪。 打印倍率可设定为任意值。 6.2 用显示图像进行的评估 为了尽量缩小评估的离散性，以如下 2点作为评估基准。 a) 将视觉分辨率评估图案的楔形线数发生变化(由 5 条变为4 条)的空间频率作为分辨率。 单位以画面中每高度的条数来表示。 b) 观察时
16、，请务必从低频侧开始跟踪。 显示屏观察时的放大(变焦)倍率可设定为任意值。 6.3 利用软件进行测量 6.1、6.2 都是通过目测评估分辨率的方法，该方法虽然简单，但是存在 a)个人差异，b)无法 保证重复时的再现性， c)受图像输出显示器和打印机的影响等缺点。为了避免这些再现性以及 受器材影响的问题，可使用可执行与目测求解视觉分辨率时相同处理的计算机软件来评估分 辨率。 用计算机软件求解分辨率的方案在制定本标准时由委员提案， 所提供的软件经各公司(最 终 10 家公司)测试，结果与目测具有良好的一致性，因此纳入了本标准。软件概况在附件 1 中、软件所使用的算法内容在附件 2和 3中、测试结果
17、在附件 4中各有记载。 附件 1、附件 2和附件 3中所记载的软件，可从提供本标准书电子文件的网站(Web site)上下 载。另外，也可自己编辑并使用具有同样功能的软件。 7. 标记事项 进行分辨率标记时，不是通过说明或宣传媒体(以下简称媒体)进行标记，而是按照如下规定进 行。关于 7.27.4的事项，在规格一览、性能一览等栏目中记载分辨率时必须进行记载。 7.1 分辨率的数值 仅标记利用 CIPA 分辨率测量方法标准中规定的测量方法所决定的条件下测量的分辨率。 对于 分辨率为 600 条以上的相机，最好以 50 条为单位进行标记。50 条的根据如附件 4所述。 根据 CIPA 分辨率测量方
18、法标准确定的分辨率测量方向中，有(1)水平、 (2)垂直、 (3)45 度右上 倾斜、(4)45 度右下倾斜等 4种方向(45 度右上倾斜/右下倾斜测量的数值有时会不同)。4种方 向中最低的数值必须标记。 若要标记其它数值，必须在近旁同时注明最低数值。 7.2 分辨率的测量方向 标记用多个测量方向测量的数值时，必须同时注明分辨率的测量方向。另外，为简单起见， 也可将“45 度右上倾斜”标记为“右上” ，将“45 度右下倾斜”标记为“右下” 。而且，仅标 记“45 度右上倾斜”或“45 度右下倾斜”某一方的数值时也可省略为“倾斜” 。 7.3 分辨率的测量方法 a)原则：包括拍摄条件、测试图表、
19、测量方法在内，标记时也可省略为“根据 CIPA 标准” 、 “依据 CIPA”或“CIPA” 。 b)例外：与记载有分辨率的相同说明宣传媒体或其它媒体中已经标记了根据 CIPA 分辨率测 量方法的测量结果时，也可省略关于测量方法的标记。 CIPA DC-003-Translation-2003 6 7.4 相机的条件 将相机参数设定为出厂设定以外的设定进行测量时，要将该条件标记在分辨率标记旁边。(参 考“5.3 相机条件设定的原则”) 7.5 测量条件 也可同时标记测量时使用了打印机、显示器或软件中的哪一项。此时，请在分辨率标记的旁 边标记这些内容。(参考“6. 测量条件”) 8. 标记例 分
20、辨率测量结果为水平 1250 条、 垂直 1200 条、 45 度右上倾斜 1150条、 45 度右下倾斜 1100 条时的标记例子如下。 标记例 1)仅记载最低数值的例子 分辨率：1100 条(依据 CIPA) 标记例 2)记载最高数值和最低数值的例子 分辨率：水平 1250 条、倾斜 1100 条(根据 CIPA 标准) 标记例 3)记载水平、垂直和最低数值的例子 分辨率：水平 1250 条、垂直 1200 条、倾斜 1100 条(CIPA) 标记例 4)记载所有数值的例子 分辨率：水平 1250条、垂直 1200 条、右上 1150 条、右下 1100 条(根据 CIPA 标准。按显示屏
21、显示进行评估。) 标记例 5)追加了相机条件的例子 分辨率：1100 条(记录 RAW 数据时，其它根据 CIPA 标准。按显示屏显示进 行评估。) 9. 关于 ISO12233 DSC 分辨率的测量方法于 2000 年正式建立。本标准以 ISO12233 中记载的 3 种测量方法中 的一种即视觉分辨率 visual resolution 为标准测量方法。 在 ISO12233 中除了视觉分辨率外，还记载了极限分辨率 limiting resolution 和空间频率响 应 spatial frequency response(SFR)2 种。极限分辨率受锯齿的影响有时会显示异常高的值， 这一
22、点在为了制定本标准而作的实验中表现得十分明显。SFR采取将黑/白界限进行傅立叶解 析方法，存在离散性较大、与视觉分辨率和极限分辨率会发生背离等缺点(例：冈野幸夫 日本 光学会杂志，5(6),p.582(1998)。 ISO 图表从 O.T.O 研究社(169-0075 东京都新宿区高田马场 1-34-12 竹内大楼 Tel. 03-3208-7821， Fax 03-3200-2889)获得。有关技术问题的咨询请与 ISO/TC42 日本国内协议 会(102-0082 东京都千代田区一番町 25 JCII 大楼 照片感光材料工业协会内 Tel. 03-5276-3561， Fax 03-527
23、6-3563)联系。若要订购请注明“ISO12233 电子静态相机专用分 辨率图表” 。 CIPA DC-003-Translation-2003 7 附件 1 (参考) 极限分辨率判定软件 HYRes 的概况 如正文中所述，用计算机软件求解视觉分辨率的方案是制定本标准时由某委员提案，并由各 个公司对所提供的软件进行测试。测试结果表明与目测求得的分辨率具有良好的一致性，因 此纳入了本标准书。下面将介绍该软件的概况(算法详细情况如附件 2所述)。在本标准书中将 该软件称为 HYRes。 1. 前处理裁剪出 HYRes 支持 BMP 文件格式。用除此以外的格式记录的图像数据请事先用适当的图像处理软
24、 件进行格式转换。用 HYRes 读出图像文件，裁剪出视觉分辨率评估图案部分。如附件 1图 1 所示，HYRes 以楔形线切割主扫描方向来采集数据并进行运算。当楔形线以垂直或 45 度方 向切割时，HYRes 会自动判定数据，进行旋转后再进行运算。45 度旋转根据具体方法可能会 对分辨率产生影响，因此要以如下 2点为原则。 a）不进行抽点抽行处理：为避免遗失信息，不进行抽点抽行处理。 b) 插值采用前置插值：通过插值生成新的像素时，若将相邻两像素平均，黑白之间的像素会 变为灰色。生成本来没有的颜色对分辨率测量产生不良影响，因此插值采用前置插值。 以这两点为原则的 45 度旋转算法如附件 3所示
25、。 2. 主处理楔形线数变化的检测 本软件 HYRes 可把进行目测评估时的以下两个基准，用软件方式来进行。 a) 将视觉分辨率评估图案的楔形线数发生变化(如由 5条变为4条)的空间频率作为分辨率。 单位以画面中每高度的条数来表示。 b) 观察时，请务必从低频侧开始跟踪。 附件 1 图 1 CIPA DC-003-Translation-2003 8 现按照附件 1图 1进行说明。 裁剪出的图像中的楔形线数(5 条或 9条)是运算中必需的，通过手动输入。 首先检测楔形开始线。如附件 1 图 1 所示，图像的主扫描方向经过前处理横切楔形线， 从上端开始水平扫描图像数据，检测楔形开始行 WSL。每
26、读 1条线选出最小的 3个值，当这 3个值的平均值与线全点平均值之差为最初线的 5倍时，即解释为开始出现楔形。 继续扫描，在楔形线数的计数中检测各线的极大值和极小值。此时为了除去噪音和波动 的影响，忽略未满某阈值的变化。阈值初期设定为 1 条线全点平均值与最小 3 点的平均值之 差的 1/4。随着扫描线向高频移动，以最初的阈值设定变得无法检测时，逐渐减小阈值并重复 检测。这样即可数出极小值和极大值。随着这种操作的进行，当可数的黑线数与最初手动输 入的楔形线数变得不一致时，将该线作为分辨率极限线 LML。 接着继续扫描，可找出楔形图案的最终线 WEL。这可通过求各线的振幅，并与前一条线 的振幅进
27、行比较，当出现急剧减少时即可判断为最终线。 3. 运算处理 最后，利用 WSL、LML、WEL 计算分辨率。ISO 图表的视觉分辨率图案的空间频率在长度 方向呈线性变化，即为线性扫描图表。其长度为有效画面高度(20cm)的 0.3倍(=6cm)。 本来 ISO 图表的有效画面高度是按照占满整个拍摄画面高度进行设计的，但即使不按照占满整个 拍摄画面高度进行拍摄，只要用整个画面高度 PHT 与楔形线长度(WEL- WSL)之比和 0.3的 乘积作修正系数 C，也可求解分辨率。 5条楔形线时 分辨率(100500(LMLWSL)/(WELWSL) C (1-1) 9条楔形线时 分辨率(5001500
28、(LMLWSL)/(WELWSL) C (1-2) 其中，C为修正系数 C 0.3 PHT/(WEL- WSL) (1-3) CIPA DC-003-Translation-2003 9 附件 2 (参考) HYRes 的极限分辨率判定算法说明 1. 前言 因为用软件分析图像数据的方法与输出设备或测量者无关，因此从原理上有望获得再现性很 高的结果。但作为必须条件，与过去有许多应用业绩的方法即目测方式的视觉分辨率法(以下 简称目测法)必须具有相关性。 用软件法获得的结果，如果解释为:表示以任何输出设备都无法更好再现的图像数据信息 极限的话，则在使用具有足够性能的输出设备时,用目测法也必须得到几乎
29、同样的测量结果。 利用 HYRes进行的处理的最大特点是采用与测量者目测判定分辨率极限点时几乎相同的 判定算法，该算法与目测法具有很高相关性的事实已经在试验中得到证实(参考附件 4)。 以下将参考附件 2图 1至附件 2图 3的流程图说明 HYRes 的算法。 2. 处理概要 HYRes 对于包含如附件 1图 1所示例子中楔形图案的矩形区域数据，以水平方向为主扫描方 向检测前述线数，以垂直方向为副扫描方向进行频率扫描，并据此求解分辨极限的空间频率。 a) 附件 2图 1所示为利用 HYRes 进行分辨率测量的主要流程。 b) 附件 2 图 2 所示为检测主要流程 m05 中楔形开始行 WSL
30、的子流程 SR1、和分辨条数计 算公式。 c) 附件 2图 3所示为主要流程 m10中黑线检测的子流程 SR2。 * 这里水平方向坐标 I 向右为正，垂直方向坐标 j 向下为正，PHt 表示整个图像的垂直像素数，Lx+1 表 示裁剪出的矩形图像水平像素数，Ly+1 表示裁剪出的矩形图像垂直像素数。另外，图像数据越明亮， 其数值越大。 3. 主要流程 以下按照附件 2 图 1 进行说明。在处理步骤 m01、m02 中读入图像数据，在 m03 中将数据 空白部分(这里指最上行)的平均值作为背景白水平值 BWL。然后在步骤 m04中，作为噪音水 平从同一部分取最少 3 值的偏差平均值。该值将用于后面
31、的阈值设定中(所谓偏差平均值是指 “偏差” 即 “各值与所有值平均值之差” 的平均值)。 在下一步 m05中将检测楔形开始行 WSL(上 端)。这将用于楔形线长度检测和分辨极限判定环的开始行。在接下来的 mO6中，在 WSL 中 加入数行(23 行)，虽然会与分辨极限判定环的开始行错开，但这主要是为了避免由于受垂 直缝隙等各种图像处理的影响而产生的动作不良。 在 m07、 m08中，设定了分辨极限判定环中使用的各阈值水平的初始值(这些值可在环中 重新设定。) 在 m09中对其它一般参数进行初始化(另外，因为上述最小 3值偏差平均值对黑 白波而言，也能看作“将全振幅的一半=半振幅作为平均值与黑色
32、水平之差测得的值” ，也称 为黑色侧半振幅)。 利用 m10以后的步骤进行分辨极限的判定。 利用后述 SR2处理， 对各行获得黑线数 BCT。 在 SR2 中获得黑线数与用目测方式数的线数相当。m11 是判定该黑线数与本来的楔形线数 CIPA DC-003-Translation-2003 10 WCT 是否相等的分歧点。如果相等，则按照 m23m25m10 的行更新环转移到下一行的 判定。而当判定为不相等时，从步骤 m12 分歧点开始按照 m28m29m10 通过阈值更新 环，降低黑线判定的阈值水平 ETH1后重新进行判定。 最后， 所检测的黑线数 BCT与楔形线条数 WCT不一致时， 将前
33、一行作为分辨极限行 LML 检测出来(m14)。随后，为了进行楔形线下端的检测，通过 m16分歧点通过 m31m33反复 执行行更新环(其间跳过处理步骤 ml3m16)， 直到 1条黑线也检测不出为止， 通过步骤 m16 当判定为没有黑线时，将该行作为楔形线下端 WEL 检测出来。 像上述这样，利用求出的楔形线开始行 WSL、楔形线下端行 WEL 以及分辨极限行即可 求得分辨条数。该分辨条数结合各楔形 WCT 分别用相应的公式(附件 2 图 2 的“分辨条数计 算”)求解。关于这两个公式的含义，如附件 2图 2所述。 另外，若分辨极限行 LML 位于楔形线下端行 WEL 起 3 行以内，将显示
34、“全分辨” ，提 示变更图表的倍率，结束处理(m22m36)。这主要是担心垂直缝隙影响等导致测量不稳定。 另一方面，楔形线下端行 WEL 若不比分辨极限行 LML 大，(当从 m23 或 m31 经过分歧的 错误处理时属于这种情况)，将显示“无法测量”错误信息并结束处理(ml9m35)。 4. 楔形线开始行 WSL检测子流程 SR1 以下按照附件 2 图 2 进行说明。基本上按照顺序调查各行(j)，当检测到相应行的振幅(在此采 用最小 3 值的偏差平均值黑色侧半振幅)比所设定值 ETH0 大时(s104)，将该行作为 WSL(s105)。 检测阈值 ETH0在 s101 中指定(在此使用 m0
35、4中求得的噪音水平 NL的 5倍)。 s102 为向下一行的移行(增量)，slO3slO6的分歧为无法检测开始行时错误处理。 5. 黑线检测(黑线数 BCT 获取)的子流程 SR2 以下按照附件 2 图 3 进行说明。因为本流程十分重要，在进行具体控制说明之前，先叙述有 关意图。 在人用目测方式认识黑白线数的过程中，测量者自身虽未意识到，但实际上在进行着极 其高级复杂的判断活动。具体而言，首先在楔形线的高频区域，特别是分辨极限附近振幅变 得极其小，黑白线对应的辉度变化的局部振幅由于受相机频率特性或 shading 因素影响，与 整个楔形线产生的波动(低频辉度变化)相比有时会显得较小。这种情况下
36、，会产生诸如黑线值 (辉度极小值)比其它白线值(辉度极大值)大的状态。即使由于 shading 等因素产生这种波动， 人眼也能不受其影响而根据局部变化做出相应反应调整，并最终识别楔形黑白线。 另一方面，在楔形线低频区域(振幅较大的区域)，在黑白边缘附近，由于相机频率特性(特 别是边缘强调处理)的影响，大多数情况下会伴随较大的振幅的波状辉度变化(ringing)(该辉度 变化比极限分辨率附近的楔形图像振幅辉度变化大得多的情况也不鲜见)，即使在这种情况 下，若 ringing 的振幅与相应的低频楔形图像的辉度振幅相比足够小，人眼仍然可正确地忽视 该 ringing。另外，除此之外与整个图像重叠的一
37、般噪音(随机噪音等)，若比该频率的楔形图 像的振幅(辉度变化)小，也将被忽略。即人的眼睛会忽略比楔形图像的辉度变化更小的变化， 因此不会混同由噪音等引起的水平变化与楔形图案，从而总能正确识别黑白线。 HYRes的黑线检测算法就是一种通过简单处理实现上述高度复杂认识作用过程的软件。 CIPA DC-003-Translation-2003 11 该子流程的构成大致分为 3 个部分。分别是 s201s218 的右端黑线检测、s219s236 的左端黑线检测、s237 以后的中间黑线检测。即按照右端、左端、中间的顺序识别并测量构 成楔形线的复数黑线。之所以分开两端，是为了避免上述 ringing 的
38、影响。首先从最基本的中 间黑线检测进行说明。 基本上分析 1 条线中的辉度数据变化，作为极小值检测出黑线。但是，如上所述，为了 忽略由于噪音等引起的相对较小的变化，仅当发现超过规定值以上的累积变化时，才必须进 行处理。因此，仅将从局部最大值 LM起超过 ETH1的减少(s238)或从局部最小值 LMn 起 超过 ETH1的增加(s239)作为有效增减检测出来。所谓局部最大值 Imx及局部最小值 LMn， 是指检测到上述(超过阈值 ETH1 的)有效变化时复位为该数据值(s246,s247)，但未检测到有 效变化时， 该值比 LMn小时， LMn更新为该值(s248)， 比 LM大时， LMx更
39、新为该值(s249)， 因此，被称为“上次检测到有效变化以来至当前为止的数据最大值和最小值” 。像这样，相对 局部最大值和局部最小值，仅将超过所规定阈值的减少或增加作为变化检测出来，因此可逐 步排除噪音和波动的影响，可作为极值检测黑白线(正因如此，阈值 ETHI 可称得上是与变化 检测灵敏度相当的参数)。 另外，黑线检测(极小值识别)本身，通过 s243 检测并进行减少判定(通过 s238s246 进 行的 Flag 设定 z(i)=0)后的增加判定(通过 s239s247 进行的 Flag 设定 z(i)=1)。 只要未检测 出极小值，则 s244、245s238 环重复进行下一列判定。 若
40、检测到极小值，将相应的列位置 i-1 作为该行的黑线位置之一进行登录(s250：仅仅 为了便于信息利用，不是必需的)，并追加一个 s251 黑线数 BCT。 用于该黑线检测判定的阈值 ETH1， 如上所述， 通过主要流程中的步骤 m27m28m10 中的阈值更新环，根据需要逐步适当减少。即，测量动作执行初期进行低频区域的黑白检测 时，将阈值 ETH1 暂时设定为相对较大的值，随着检测范围逐步移向高频区域，仅当用此前 的阈值无法检测出规定的线条数时，减少阈值 ETH1并重复检测。 在中间黑线检测之前，左右两端的检测几乎按同样的方式检测，主要区别是， 因为检测是从楔形线外侧向内侧进行的，进行右端检
41、测时，扫描方向左右相反(s210)。 将右端位置登录于顺方向扫描时的范围极限 BEnd(s218)。 为了避免 ringing 的影响，仅在减少判定中使用与 ETH1 不同的阈值 ETH2(s204， s221)。另外，ETH2 的值在主要流程 m25 或 m32 步骤中根据相应行的振幅(在此采用 黑色侧半值振幅的 1/4)决定。 重新指定各行(j)的扫描开始位置(s213，s230)。这是为了便于目测读取避开楔形线附带 的刻度图像进行扫描而采取的措施。即该步骤是在 s204(s221)中检测到该行楔形线右端 (左端)而分出的，从此时的 i(检测出的端值)起，在不接触刻度部分的范围内空出稍许余
42、 量，指定移动数个像素后的楔形线外侧位置。 等等。 像上述那样， 按照先右端(s201s218)再左端(s219s236)最后中间(s237以后)的顺序识 别黑线，在进行中间黑线检测的 s245 中，当扫描区域到达扫描范围极限 BEnd 时，结束与该 CIPA DC-003-Translation-2003 12 行有关的黑线检测(s245s253)。 6. 总结 综合以上所述，HYRes 分辨极限判定算法具有如下特点，可以过去无法完成的软件方式实现 与目测判定几乎等效的判定。 基本上仅根据数据变化(极值)进行黑线检测，即使存在 shading 等因素导致的波动，也 可不受影响正常检测到波(黑
43、线)。 根据各个频率区域分别适当排除噪音影响，最终(极限分辨频率)以 ETH1=0 进行检测， 可检测到响应变为最小状态为止的辉度变化。即在整个频率范围内至极限为止都可仅检 测楔形线的图案 CIPA DC-003-Translation-2003 13 附件 2 图 la HYRes8的主要流程(接续至图 lb) 开始 图像数据 Y(i,j) 读入 楔形类型( 条数 WCT) 及整个图像高 PHt 读入( 从手动输入值读入) 背景白色水平 BWL 获取 ( 但为图像上端行的整体平均) 背景噪音水平 NL 获取 ( 但为图像上端行最小 3 值的偏差平均) 读取判定开始行( 注)DtSt 设定 （
44、DtSt WSL JOFS ） ETH2 的初始设定： 设定为开始行黑色侧半振幅( 但为最小 3 值的偏 差平均) 的 1/4 ETH1 的初始设定 ETH1 ETH2 各种参数初始化 分辨极限行 LML=0 TH 值可变 步骤 ETHS=1 楔形线下端行 WEL=WSL( 开始行) 正向扫描初始位置( 扫描左端)iLst=0 逆向扫描初始位置 iRst=Lx 0 、Lx 分 别与裁剪图像左右两端对应 m06 注) 开始行倾斜处理时还需乘以系数 m01 m02 m03 m04 m05 (SR01) m07 m08 m09 楔形线开始行(WSL) 的检测 CIPA DC-003-Translat
45、ion-2003 14 黒線検出 （第j行黒線数BCT取得） Y N ErCmt = “黒線無” 最終検出行描画 終了 附属書2 図 1b HYRes(続) Y Y m11 ETH2再設定 （当核行黒側 半振幅1/4） N *解像本数算出 WEL = j N N N Y LML = j - 1 表示 （初期本数不適合） 解像力不足 違 Y j = j + 1 j= j + 1 j = Ly Y N 表示 （測定不能） 全解像表示 BCT = WCT j = Ly LML = Ly ETH1 0 ETHS = 1 ETHS = 0 j =DtSt ETH1=ETH1-ETHS Y 表示 （下端）
46、 WEL LML WEL LML +3 解像本数表示 ETH2再設定 （当核行黒側 半振幅1/4） N 表示 （下端 検出不能） m12 m13 m14 m15 m16 m17 m18 m19 m20 m21 m22 m23 m24 m25 m26 m27 m28 m29 m30 m31 m32 m33 m34 m35 m36 閾値更新 行更新 m10(SR02) Y N N Y黑线检测 ( 第 j 行的黑线数 BCT 获取) 阈值更新环 行更新环 错误显示 ( 初始条数不合适) “分辨 力不足或类型 错误” 错误显示 ( 无法测量) 显示整体 分辨和显示 ErCmt=“ 无黑线” 最终检测行
47、描绘 * 分辨条数 计算 分辨条数显示 结束 ETH2 再设定 ( 该行黑色侧半振 幅的 1/4) 错误显示 ( 楔形无下端) 错误显示 ( 楔形下端无 法检测) ETH2 再设定 ( 该行黑色侧半振 幅的 1/4) 附件 2 图 1b HYRes 的主要流程(下续) j=DtSt j=Ly j=Ly j=j+1 j=j+1 CIPA DC-003-Translation-2003 15 ETH0 = 5 NL j = j + 1 j = Ly Y N S103 変数 ErCmt= “検出不能” 黒側半振幅* ETH0 *黒側半振幅 最小3値偏差平均 S104 WSL = j S105 附属書
48、2 図2 開始WSL検出解像本数算出式 N Y SR01 S101 S102 S106 PHt / ) WSL WEL ( 3 / 10 ) WSL WEL /( ) WSL LML ( 1500 500 Res + = PHt / ) WSL WEL ( 3 / 10 ) WSL WEL /( ) WSL LML ( 500 100 Res + = 解像本数算出式 WCT=5 （5本場合） WCT=9 （9本場合）开始 说明变量 ErCmt= “ 无法检测楔形线” 黑色侧半振幅* ETH0 * 但是黑色侧半振幅为最 小 3 值的偏差平均 返回 附件 2 图 2 楔形线开始行 WSL 检测的子流程和分辨条数计算公式 分辨条数计算公式 WCT = 5 (5 条楔形线时) WCT = 9 (9 条楔形线时) CIPA DC-003-Translation-2003 16 LMx=Y(iRst,j) LMn=Y(iRst,j) Z(iRst,j)=1 i=iRst-1 Y N S204 Y(i,j) LMx - ETH2 S206 Z(i) = Z(i + 1) S208 附属書2 図 3a 黒線数検出 （最終（右端）黒線検出） Y Y SR02 S201 S202 S212 BCT=0 S203 Y(i,j) LMn + ETH1 Y(i,j) LMx LM
