关于ISO12233分辨率测试卡的介绍

1、问题背景

调试项目时,客户通常都有图像分辨率客观指标的要求。我们常用到的是ISO12233的分辨率测试卡,但刚开始用时,对图卡肯定会有很多的疑问,比如:

a、2000线和4000线的图卡该怎么选择?哪种图卡能满足我相机分辨率的测试要求,该如何计算?

b、1x、2x、4x、8x 的测试图卡有什么区别?该如何选择?

c、图卡上那么多线,各个区域都是测什么的,该怎样去看?

d、该怎么去拍ISO12233分辨率测试卡呢?参数又是如何读取的。


2、问题分析

a、2000线和4000线的图卡该怎么选择?哪种图卡能满足我相机分辨率的测试要求,该如何计算?

ISO12233分辨率测试卡,按测试精度来分,有两种,2000线标准型和4000线增强型,两种图卡如下所示。


 2000线标准型 
4000线增强型

一般按照被测试相机的分辨率来选择相应的图卡,2000线标准型最大可测试的相机分辨率是:2000x2000x16/9 = 711W(以长宽比为16:9的相机为例)。

所以当相机分辨率超过711W 时,就不能选用2000线标准型的图卡测试了。

而选用 4000线增强型的图卡进行测试,4000线增强型的图卡最大可测试的相机分辨率是:4000x4000x16/9 = 2844W .

图卡2000线、4000线的单位是 l/mm,常用于表示镜头分辨率的单位,指成像平面1mm间距内能分辨开的黑白相间的线条数。

根据纳奎斯特采样定理,一个感光像素对应一条白线或黑线,才能分辨的清,所以2000线对应的像素数就是2000。

垂直和水平总的像素数就是2000x2000 = 400W,而对应16:9 分辨率的sensor,其最大的可测试的分辨率就是2000x2000x16/9 = 711W。

关于分辨率单位和像素的换算,具体可查看这篇文章:https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzg4MTU1OTIzNA==&mid=2247483700&idx=1&sn=ba043a6f9f11827d65400139877855cd&chksm=cf655299f812db8f6aa2303d020620cb846f52e85dc2cc1dc722c311dfcac9bb902768ff1bf4#rd

b、1x、2x、4x、8x 的测试图卡有什么区别?该如何选择?

标准型和增强型测试卡都有

0.5x(10x17.8cm)、1x(20x35.6cm)、2x(40x71.1cm)、4x(80x142.2cm)、8x(160x284.4cm),

它对应不同的尺寸。

不同尺寸的测试图卡,测试精度是一样的,它只是为了保持拍摄角度和拍摄环境统一,就被制作成不同的尺寸。

比如 1x和4x 的区别就是指根据标准图卡尺寸放大1倍和放大4倍。具体选择几倍的图卡,要根据自己实验室的拍摄场景来选择就好。 

c、图卡上那么多线,各个区域都是测什么的,该怎样去看?

通过ISO12233测试图像清晰度的方法,一般有 TVline测试和SFR测试两种。

1>、当使用TV line测试时, 也就是测试楔形线,需要关注如下图 KD,JD,J1,K1,J2,K2 六个区域。

KD,JD 用来测量倾斜45°角的分辨率, 拥有100~1000LW/PH的测试范围。

K1,J1 用来测量中心水平方向分辨率,拥有100~2000LW/PH的测试范围。

K2,J2 用来测量中心垂直方向分辨率, 拥有100~2000LW/PH的测试范围。

四角十字型测试区域,用于测量四角的水平和垂直分辨率,拥有100~1000LW/PH的测试范围。

我们经常关注的点是位于中间的,对于一般镜头而言,中间位置的光线也是最具规律,最正常采集的,

所以无论是测静态图片还是在显示器上面进行动态测量,都是读取K1,J1,K1,J2,KD,JD这六个区域来进行分辨率的估算。

2>、当使用SFR测试时,也就是测试斜边(刀口),需要选择黑色和白色交界的区域,一共需要测10次,中间横向,中间纵向,四角的横向纵向。

3>、其他区域的作用,如下图所示。

d、该怎么去拍ISO12233分辨率测试卡呢?参数又是如何读取的。

环境光线要求:整个图表表面照度均匀,照度一般在600Lux左右、D65/D50色温光源下,误差10%,照明光线不得直接进入镜头。

摄像头摆放要求:拍照画面要摆正、根据相机的分辨率,画面边界选择卡在图卡相应的4/3或者16/9的左右位置、

调节终端镜头焦距与测试卡之间的距离,使测试图卡成像清晰,

如下图是我用一个 1920x1080 的相机所拍摄的图卡位置。

拍摄结果的读数:分辨力测试卡的单位可以用像高每线宽来表示,标记为LW/PH。

 拍摄时让测试卡的有效高度正好占满画面,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。

如下图,以TVline测试的主观读数为例,从右往左去看,当有线条识别不出为止约1100LW/PH。



参考文档:

https://www.colorspace.com.cn/cs/cn/product/product-4-1-7.html

https://www.sohu.com/a/321845100_120124046 

http://blog.sina.com.cn/s/blog_865655c00102xee6.html

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