摄像头测试指导手册1005.docx

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摄像头测试指导手册1005

攝像頭測試指導手冊

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目錄

測試環境和測試設備：

.......................................................4

攝像設備測試專案：

.........................................................7

測試環境和測試設備：

測試環境

攝像設備測試應在如下的測試環境中進行：

�暗室：

測試的環境照度應小於1Lux

�如無特殊規定，為保證攝像設備拍攝測試圖卡時能夠輸出足夠的信號，拍攝時測試圖卡表面照度範圍應在700～1200Lux之間，測試時飽和度和均勻度可根據實際調節；

�在D65光源色溫下，測試圖卡上任何一點的照度與測試圖卡中心照度差不大於10%；在其他色溫下，測試圖卡上任何一點的照度與測試圖卡中心照度差不大於30%

�光源應採取必要的遮光措施，防止光源直射鏡頭。

測試圖卡周圍（包括放置測試圖卡的置具）應是低照度，減少炫光，測試時應儘量避免外界光線照射。

測試圖卡背景採用黑或吸光型中性灰。

�測試中可使下列標準色溫：

D65光源色溫6500K、泛光燈色溫3400K。

實際測試環境的色溫標準偏差應不大於200K。

色溫從2700k－7500k可調換，國際照明學會（CIE）所認可的七色人工E光。

�溫度20±2℃，相對濕度50±20%。

�測試距離可根據實際任意調整。

測試設備

攝像設備測試可能用到下列測試設備：

�標準光源燈

�反射式燈光箱

�照度計

�分光式色度計

�反射式光密度計

�幀頻測試儀

�放大鏡

�顯微鏡

測試圖卡

�解析度測試圖卡

攝像設備的解析度測試圖卡使用ISO12233-2000測試圖卡，參見ISO12233-2000.

圖卡的具體要求應符合ISO12233-2000標準。

ISO12233-2000定義了標準的解析度測試圖卡的內容、式樣及其實現方法。

在實際測試中，對於固定焦距的攝像設備，在景深（成像最佳相距）範圍內按照分辨測試圖卡使用方法選擇合適尺寸的解析度測試圖卡儘量充滿視場拍攝，或按照ISO12233的相關規定對測試結果進行校正。

根據上述原則可以選定如圖所示合適尺寸的解析度測試圖卡。

�色彩測試圖卡

攝像設備的色彩圖卡使用GretagMacbethColorChecker圖卡。

D65（6500K）RGBvalueonsRGBStandard

R=94

G=28

B=13

R=241

G=149

B=108

R=97

G=119

B=171

R=90

G=103

B=39

R=164

G=131

B=196

R=140

G=253

B=153

R=255

G=116

B=21

R=7

G=47

B=122

R=222

G=29

B=42

R=69

G=0

B=68

R=187

G=255

B=19

R=255

G=142

B=0

R=0

G=0

B=142

R=64

G=173

B=38

R=203

G=0

B=0

R=255

G=217

B=0

R=207

G=3

B=124

R=0

G=148

B=189

R=255

G=255

B=255

R=249

G=249

B=249

R=180

G=180

B=180

R=117

G=117

B=117

R=53

G=53

B=53

R=0

G=0

B=0

�幾何失真測試圖卡

幾何失真測試圖卡為一張底色為白色的圖卡，上面繪製有黑色矩形方格圖，列印線必須清晰且不能太細，具體要求為：

�圖形為300Pairs/inch;

�線寬為27Pairs

�水準方向10～20行

�保證水準方向與垂直方向的直線形成的圖形為正方形，且垂直方向佈滿全圖。

�灰階測試圖卡

灰階測試圖卡底色為中灰，在取整數的近似條件下，均勻提取RGB（0，0，0）至RGB

（255、255、255）共256級灰階中的20級灰階，用20個面積大小相等的矩形塊分別填充上述20級灰度。

每級反射密度相差0.1，圖卡中設A、M、B3個標定相對應的反射密度是0.05、0、75和1.65，它們代表著高光、中性灰度和陰影，背景密度和M點相同。

�中性灰測試圖卡

中性會顏色取灰階測試圖卡中的M，整幅圖像都為中性灰顏色，大小規格以拍攝時在景深範圍內充滿整個視場為宜。

�全白測試圖卡

白色取灰階測試圖卡中的A，整幅圖像都為白色，大小規格以拍攝時在景深範圍內充滿整個視場為宜。

攝像設備測試專案：

測試安排

本測試在拍攝測試圖卡時需要將被測終端規定，是測試圖卡中心與被測終端的攝像設備光軸一致，並保持測試圖卡與鏡頭的廣州垂直，調節測試圖卡與鏡頭之間的距離，使圖卡成像清晰，並儘量充滿視場。

攝像設備鏡頭與測試圖卡之間的距離建議在80～130CM之間，如何超出上述範圍，需要在測試結果中明示。

測試圖卡選取原則：

圖卡的大小應該根據測試距離的選擇而選擇，在確定的拍攝測試距離上，所選的圖卡可以在攝像設備上得到合適大小的圖像（充滿視場）

如無特殊說明，所有測試使用色溫為6500K的標準測試環境。

功能測試

對攝像設備的技術要求進行驗證性測試。

步驟如下：

1）攝像頭的外觀：

對於數碼產品來說，外觀是相當重要的，這直接關係到產品的安全性、耐用性和便攜性；對模具的造型、材料、精細度等方面進行評價。

從

外觀上看，觀察有沒有劃痕、污點；

2）攝像頭的配置：

攝像頭的硬體配置直接影響著實際視頻效果。

3）攝像頭的易用性：

一款攝像頭是否需要安裝驅動，驅動安裝是否順利，操作是否複雜，直接關係到用戶的切身利益。

4）攝像頭的實拍性能：

最直觀的表現攝像頭性能好壞的標準。

5）攝像頭的獨有特色：

附加功能或者獨有技術，可以為用戶帶來增值的享受，花更少的錢做更多的事，估計是每個消費者都樂意的。

圖片效果測試

�人物拍攝效果步驟如下：

1）使用攝像頭對人物進行拍攝

2）截圖來考察攝像頭的實際人物拍攝能力，色彩還原度以及採樣率

檢查標準

1）檢查實際拍攝效果，攝像頭有無因為當時環境的光線問題而出現過曝現象

2）檢查攝像頭人物膚色表現是否自然，亮度控制是否得當，有沒有出現過曝現象

�靜物拍攝效果步驟如下：

1）使用攝像頭對靜物（如：

模型）進行拍攝

檢查標準

1）拍攝靜物模型檢查攝像頭的抓拍、捕捉能力。

2）檢查攝像頭拍攝的靜物模型顏色飽和度

3）檢查靜物模型的色彩是否能夠較好的還原出來，主體三種顏色所占的比例是否都能很好的

行區分，效果是否令人滿意的。

�文字拍攝效果：

步驟如下：

1）使用攝像頭對文字進行拍攝

檢查標準

1）檢查攝像頭的文字拍攝能力以及是否會出現鏡頭畸變

2）檢查攝像頭拍攝的字體清晰，沒有毛邊和鋸齒

3）檢查攝像頭拍攝的整體效果

�微距拍攝效果：

步驟如下：

1）使用攝像頭進行微距拍攝（如：

對一塊電路板），達到3MM的超近距離

檢查標準

1）檢查攝像頭的微距拍攝能力

2）檢查攝像頭拍攝電路板的晶片有無發生畸變現象，周圍針腳是否清晰，周圍的貼片電容是否

都拍攝的十分清晰。

�遠景拍攝效果：

步驟如下：

1）使用攝像頭進行遠景拍攝

檢查標準

1）檢查攝像頭的遠景能力是否可以看清遠處的細節，是否廣角。

2）檢查攝像頭拍攝遠景顏色過度是否自然，遠處的暗部細節是否清晰，有沒有因為光線過強而

發生過曝現象。

�夜視拍攝效果：

在夜拍模式測試專案中，大多數攝像頭因為感光模組的原因對光線要求比較高，所以在低照度環境下，表現出來的性能都不是很理想，這個時候採用了夜視燈的攝像頭就有很大的優勢。

步驟如下：

1）使用攝像頭進行夜視拍攝

檢查標準

1）檢查攝像頭的低照度下的拍攝效果

2）檢查攝像頭曝光是否充足，色彩還原較真實，色彩飽和度是否高，有無明顯的鋸齒，周圍線

條是否清晰，有沒有畸變現象產生

�CPU實際佔用率

CPU佔用率的高低直接影響到用戶進行多工處理時的速度，

步驟如下：

1）使用攝像頭進行拍攝

檢查標準

1）檢查攝像頭對系統資源的佔用情況，如果攝像頭佔用過多的CPU資源，那麼當需要處理大型

任務或者多工處理的時候，系統是否會變得很慢

亮點&壞點&噪亮點測試

�亮點

步驟如下：

1）先將變焦關掉，圖片的精細程度設為最精細，解析度調至最高，對比度也調為最高，準備好後用厚布遮擋鏡頭，拍照（同時可以檢查自動對焦，因為全黑時

對焦是很快的，對焦不了當然有問題了），得到了一個全黑的圖片。

2）用同樣的方法，將場景設置為：

夜景，背光，文字和運動各拍一張照片。

檢查標準

1）檢查有沒有固定的白點，如果有，那肯定是亮點了。

�壞點

步驟如下：

1）找張純白的紙，首先找塊布遮擋著鏡頭，將對比調節為最高（+2）場景設定為文字，對著光源，按下拍攝鍵，在鏡頭對焦完畢的一瞬間，將布拿開，白照片得到了（當然了，這並不是全白的），多拍幾張。

檢查標準

1）檢查如果發現有固定的黑點，那不用說了，壞點！

�噪亮點

噪亮點關係到攝像的成像品質、夜景拍攝能力,絕不允許有噪亮點的出現，閃光燈開啟要及時迅速，各類圖片成像與實際試驗場景的實物進行對比，觀測圖片的清晰度和色彩還原能力。

步驟如下：

1）先將變焦關掉，圖片的精細程度設為最精細，解析度調至最高，對比度也調為最高，準備好後用厚布遮擋鏡頭，拍照（同時可以檢查自動對焦，因為全黑時對焦是很快的，對焦不了當然有問題了），得到了一個全黑的圖片。

2）用同樣的方法拍攝320*240的全黑的圖片，選項->圖片編輯器->修飾->浮雕，將場景設置為：

夜景，背光，文字和運動各拍一張照片。

檢查標準

1）檢查有沒有固定的白點，要是有，那就是暗噪點

2）檢查圖片的清晰度和色彩還原能力

缺陷測試

在標準測試條件下拍攝中性灰測試圖卡，終端輸出圖像經軟體計算確定缺陷點的數目。

光學有效圖元總數測試

ISO12233的拍攝應按照測試安排的標準拍攝原則，並使水準方向的粗框與畫面水準框平行，拍攝時讓圖卡的有效高度（ISO12233粗框內側的高度）正好占滿畫面。

如果拍攝的稍小，則判讀結果需要乘以全畫面圖元/chart有效高度所占的圖元數，並要求圖卡有效高度大於全畫面高度的1/2。

拍攝ISO12233規定的圖卡中的傾斜圖塊，利用電腦軟體測定其輸出影像幅度對比曲線，按對比曲線測出水準尼奎斯特頻率極限f水準（Lw/PH）和垂直尼奎斯特頻率極限f垂直（Lw/PH）。

攝像設備光學有效圖元數N為：

N=f垂直×f水準比如照片象素是1600*1200，那就是1600*1200=1920000，越等於200萬，那就是200萬象素的設想頭。

攝像頭圖元取決於其鏡頭和影像感測器（CCD）,假設攝像頭鏡頭和感測器都是理想狀態下，可從圖像的最大解析度判別攝像頭的圖元：

以下是最大解析度對應的攝像頭圖元：

最大解析度

攝像頭圖元

640*480

30萬圖元

1280*960

130萬圖元

1600*1200

210萬圖元

2048*1536

320萬圖元

2560*1920

500萬圖元

3264*2448

800萬圖元

步驟如下：

1）用攝像頭各解析度拍攝照片，然後查看照片象素是多少。

視覺解析度測試

光學有效圖元總數測試要求，對解析度測試圖卡ISO12233進行拍攝，具體測試方法可參考ISO12233.截取中心水準解析度J1、K1，中心垂直解析度J2、K2雙曲線光楔圖像。

用目視的方法從低頻向高頻觀察楔形圖像線數的變化，當線數由5->4（J1、J2）或由

5->4（K1、K2）時，此時的圖像上對應的空間頻率的刻度數即為視覺解析度。

目視判讀方法：

應使用標準顯示設備將被判讀的圖像按實際圖元進行顯示（必要時可以放大觀察）將線條數發生變化的空間頻率向高頻開始判讀，第一次發生線條數變化的頻率就是判讀結果；得到的判讀結果即為測試結果。

步驟如下：

1）電腦讀出拍攝圖片，選擇其中一個特定區域；

2）在該特定區域處的位置中央取一條直線，沿著該直線的一個方向依次讀出這條直線上各圖元點的圖元亮度值；

3）判斷當前圖元點的圖元亮度值是否超過默認白色的亮度值；

4）如果當前圖元點的圖元亮度值超過默認白色的亮度值，則用拍攝圖片中當前像素點所在默認白色條紋參照標準圖片中對應的特定區域，分析出所述默認白色

條紋代表的圖元個數；

5）得到所述默認白色條紋對應的線條分辨數；

6）分析剩下的默認白色條紋所對應的線條分辨數，並從得到的全部資料中選出攝像頭最多能分辨出的線條數。

白平衡測試

在色溫3400K和6500k照明條件下，按測試安排要求對彩色圖卡進行拍攝，將拍攝圖像輸入電腦，在色塊19～24中截取面積不小於30%的區域，計算所截取區域的RGB平均值R、G、B，並計算Max（R、G、B）-Min（R、G、B）得到RGB三色值偏差，19～24這6個色塊的RGB三色值偏差都應滿足相應技術要求。

動態範圍測試

動態範圍測試即灰階測試。

按測試安排要求對測試圖卡Mx2.0進行拍攝，將拍攝圖像輸入電腦中，在每個灰度條中截取面積不小於30%的灰度塊，讀出所截取的每個灰度塊的灰度值，若兩相鄰灰階之間的灰度值之差大於等於8，則認為這兩個灰階是可以分辨的，從而可以得到從黑到白可分辨的灰階的級數。

色彩還原準確度測試

按測試安排要求對色彩還原測試圖卡進行拍攝，將所拍攝圖像輸入電腦。

取13～15三

個色塊，每個色塊中截取面積不小於30%的色塊，將測試圖卡和所截取色塊的色彩空間轉換成CIEL*a*b*色彩空間，測R、G、B值，計算得出L*a*b*值，用下式計算各項色彩還原誤差：

明度差△L*=L1*-L2*

色度差△a*=a1*-a2*

△b*=b1*-b2*

總色彩還原誤差△E*a*b*=[（△L*）2+（△a*）2+（△b*）2]1/2

式中，L1*、a1*、b1*為測試圖卡的明度和色度；L2*、a2*、b2*為所拍圖像的明度和色度。

百分比色彩還原誤差△E=△E*a*b*/標準色塊的Lab均方根對三色塊的△E進行算術平均，得到平均色彩還原誤差。

像面亮度均勻度測試

測試方法：

固定移動終端，攝像鏡頭與測試圖卡距離在景深範圍內，按測試安排要求對中性灰測試圖卡或全白測試圖卡（本標準推薦使用中性灰測試圖卡，也可以使用全白測試圖卡進行測試）進行拍攝，將拍攝的圖像輸入電腦，使用測試軟體進行分析，測R、G、B值，用下式計算亮度值：

Y=0.3R+0.59G+0.11B

分別計算90%視場4個角A、B、C、D40×40圖元採樣框及視場中心40×40圖元采樣框亮度平均值IA、IB、IC、ID、IE用4個角各自亮度平均值分別與中心亮度平均值之比來測試像面亮度均勻度，其計算公式為：

K1=I1/IE（i=A、B、C、D）

幾何失真測試

按測試安排要求對幾何失真測試圖卡進行拍攝，對拍攝的圖像的周邊畸變進行測定，算出幾何失真值。

對角線視場測試

測試方法：

一把精度為0.5mm刻度清晰的直尺，攝像鏡頭距離直尺刻度面的距離為S，在景深範圍內，使直尺垂直拍攝鏡頭軸線，在視場某對角線與直尺重合時拍攝，若拍攝覆蓋的直尺量度為1，則視場角θ=2arctan（1/2s）

幀頻測試

在拍攝照明條件下，使用終端攝像設備拍攝一段長度不小於10s的視頻片段，輸出並用電腦軟體分析該視頻片段，要求其幀頻率不低於10/s.在拍攝照明條件下，使用幀頻測試儀對攝像設備的固有幀頻率進行測試。

將攝像設備對準幀頻測試儀的LED點陣。

當圖像顯示為清晰、無暗條紋、無滾動亮斑時，定義其為穩定的圖像。

按如下兩種情況進行測試。

�若圖像顯示有暗條紋時，攝像設備的幀頻率高於當前的LED閃爍頻率，應將LED

點陣閃爍頻率向上調整，並重複進行觀察測試，直到獲得穩定的圖像；

�若圖像顯示有滾動亮斑時，攝像設備的幀頻率低於當前的LED閃爍頻率，應將LED點陣閃爍頻率向下調整，並重複進行觀察測試，直到獲得穩定的圖像。

當預覽圖像達到穩定時拍攝一副圖像，用電腦檢查該圖像，確認圖像達到穩定要求則記錄此時幀頻測試儀上顯示的穩定圖像頻率值，該值為被測試攝像設備的固有幀頻率。

其他：

對於鏡頭的測試有

1.雜光（儀器DNPVIEWER和EIAJtestchartF）

2.Resolution解析度（LightBox和ISO12233chart

3.Distortion畸變（儀器DNPVIEWER和EIAJtestchartI）

4.Flare（點光源都能測試）

5.Lightleaking漏光（Alightsource）對於CMOSImageSensor的測試有

1.AWB白平衡（Lightbox和GretagMacbethColorChecker和IMATEST）

2.Gray灰階（Lightbox和KODAKtestingcard）

3.動態範圍（Lightbox和ISO14524動態範圍測試卡

4.AE曝光收斂範圍（LightsourceBox）

5.色彩還原Color（DNP，colorbar，IMATEST）

6.工頻干擾Flicker（50，60HZ光源）

7.暗角測試Lensshading（另一種說法是相對照度，Relativeillumination，一般直接對著DNP看就行）

8.壞點&黑點測試（defectpixelandparticle，一般的圖像軟體都有查找壞點的功

能）

9.信號噪點比（SNR，用IMATEST和GretagMacbethColorChecker可以得到精確數值