北京理工大学数码相机性能评测实验一视觉分辨率及空间频率响应测试.docx

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北京理工大学数码相机性能评测实验一视觉分辨率及空间频率响应测试

数码相机性能评测实验一

视觉分辨率及空间频率响应（SFR测试

实验目的：

1、理解数码相机视觉分辨率的定义及其度量单位。

2、了解数码相机分辨率测试标准ISO12233以及GB/T19953-2005《数码相机分辨率的测量》，熟悉测试标板构成，掌握其使用方法。

3、掌握数码相机视觉分辨率测试方法，能够通过目视判别数码相机的分辨率特性。

4、了解数码相机空间频率响应（SFR的测试原理，理解空间频率响应（SFR曲线的含义。

5、掌握数码相机空间频率响应（SFR的测试方法，能够通过SFR曲线判别数码相机的分辨率特性。

实验要求：

1、使用数码相机拍摄ISO12233标准分辨率靶板，要求连续拍摄三幅图。

2、目视判别数码相机的视觉分辨率，需分别判别水平、垂直、和斜45度方向的视觉分辨率（注意：

若拍摄的靶板有效区域高度仅占据相机幅面高度的一部分，需将目视判别结果乘以修正系数以得到真实的测量结果。

修正系数=以像素为单位的相机幅面高度/以像素为单位的靶板有效区域高度）。

3、使用Imatest软件测量数码相机空间频率响应（SFR曲线，需分别测量水平及垂直方向的SFR并取MTF50MTF20乍为测量结果，与视觉分辨率测试结果进行比较。

1、使用数码相机拍摄ISO12233标准分辨率靶板,要求连续拍摄三幅图第一张图

QA-72-P-RM

115一_■->_=一一一-T123456789W

rak

i

Complres'

L-

弋＞12233

AA

第二张图

OA-72-PRM

O1Z233

Comptes

==lf-atxl^mm4

123456739^

第三张图

iiii

987S

Ccinrctes1-cROt2233

QA-72-P-RM

2、目视判别数码相机的视觉分辨率，需分别判别水平、垂直、和斜45度方向的

视觉分辨率

第一张图的截图：

水平条测中心垂直视觉分辨率

对角线条测斜向上45°视觉分辨率

第二张图的截图:

：

41210

水平条测中心垂直视觉分辨率

-12

I—14

竖直条测中心水平分辨率

4

水平条测中心垂直视觉分辨率

二

=12

I——〔4

对角线条测斜向上45°视觉分辨率

相机型号

iPhone5

1

2

3

平均值

水平方向视觉分辨率

1450

1280

1330

1320

垂直方向视觉分辨率

1240

1220

1260

1240

斜向上45°视觉分辨率

>900

>900

>900

>900

实验人员

实验日期

明确相机型号、相机基本设置。

照相机制產商

^pple

強相机型号

iFhone5

光圈值

f/2.4

瞩光^间

L/30秒

ISO谨度

ISO-50

唱光补偿

0翊1

焦距

Q毫米1

CT1

测光欖式

碧

目标3福

闪聞轼

无F!

光】强制

35mm焦龍

33

3、使用Imatest软件测量数码相机空间频率响应（SFR曲线，需分别测量水平及垂直方向的SFR并取MTF50MTF20乍为测量结果，与视觉分辨率测试结果进行比较。

过程

由黑到白

由白到黑

次数

1

垂直方向

2

垂直方向

3

水平方向

4

水平方向

5

垂直方向

6

垂直方向

7

水平方向

8

水平方向

分辨率（LW/PH）

1088

1172

1585

1542

1265

1304

1244

1151

均值（LW/PH）

1130

1564

1285

1198

第一次目视（LW/PH）

1240

1450

1240

1450

实验运行结果依次如下:

Edgeprofile:

Horizontal

23-Nov-201417:

31:

27

\ITaenlnorrlorpeaaE

-3264x2448pixels（WxH）

7.99Mpxls

Imatest4.0.15ImageSensor

-ROI:

100x440pixels

27%abovectr

.Y-channel（YA27）

Gamma=0.50

Edge-6.85degs

10-90%rise=2.35pixels=1042perPH

RGBrise=2.382.352.28pxls

RMSEdgeroughness=0.0745pxls

Chartcontrast=10

Gamma（fromchart）=0.755

Lt,dklvls=217.2,38.2Lt/dk=5.68

ROI:

100x440pixels

LRTB=16801779460899

-6

-4

-2024

Pixels（Horizontal）

10

0.8

mvr-f

0.6

0.4

MTF50=0.222Cy/Pxl

=1088LW/PH

.（RGB）=0.220.2220.23Cy/Pxl

\EvaluatiorversitCT=1088LW/PH

Undersharpening29.2%

MTF50=0.222Cy/Pxl

MT.F20=0.377Cy/P:

Purchaseatwww.FmNotetst）.Q!

om

Edgeangle=-6.85degs

Estm.chartcontrast=32.3

SelectedEXIFdata

0.2

Nyquistf

MTF:

Horizontalw/NR

xl

00

0.20.40.6

Frequency,Cycles/pixel

0.8

Qimatest

IMG2250.JPG

eprofile:

Horizontovb。

"

D—moils

Edge-6.83degs

-6

4

6

8

10

0.8

0.6

MTF50=0.254Cy/Pxl

•xl

0.4

-ROI:

100x238pixels

21%abovectr

MTF50=0.254Cy/Pxl

=1241LW/PH

（RGB）=0.2520.2520.263Cy/Pxl

.Y-channel（YA21）

Gamma=0.50

Imatest4.0.15ImageSensor!

■ir

—10-90%rise=2.09pixels

=1172perPH

RGBrise=2.12.092.03pxls

RMSEdgeroughness=0.0739pxls

Chartcontrast=10

Gamma（fromchart）=0.75

Lt,dklvls=217.1,38.6Lt/dk=5.62

3264x2448pixels（WxH）

7.99Mpxls

Edgeangle=-6.83degs

Estm.chartcontrast=31.6

SelectedEXIFdata

\ITaenlno^klorpe9d-

02

Pixels（Horizontal）

EvaluatiMm5（v（er-siOT=1241LW/PH

Undersharpening24.7%

MTF20=0.423Cy/P;

wimaetstiQom

ROI:

100x238pixels

LRTB=16641763691928

1I

Edgeprofile:

Vertical

\faen^orrlolpeadE

-6

0.8

Edge6.14degs

_Y-channel（YB9）

Gamma=0.50

-ROI:

363x87pixels

9.3%belowctr

23-Nov-201417

42:

22

/10-90%rise=1.59pixels

/=1537perPH

/RGBrise=1.61.591.6pxls

-RMSEdgeroughness=0.0741pxls

Chartcontrast=10

Gamma（fromchart）=0.841

—

Lt,dklvls=210.7,30.4Lt/dk=6.93

1!

Imatest4.0.15ImageSensor

r

_3264x2448pixels（WxH）

7.99Mpxls

-4

-2

024

Pixels（Vertical）

10

ROI:

363x87pixels

LRTB=1435179713701456

MTF50=0.324Cy/Pxl

=1585LW/PH

（RGB）=0.3250.3230.325Cy/Pxl

Edgeangle=6.14degs

Estm.chartcontrast=48

SelectedEXIFdata

mvbf

0.6

valuation5VePs20CT=1585LW/PH

Undersharpening17.1%

'气MTF50=0.324Cy/Pxl

0.4

MTF20=0.479Cy/Pxl

PurchaseabwwwTFmNates^com

0.2

Nyquistf

MTF:

Verticalw/NR

0.20.40.6

Frequency,Cycles/pixel

0.8

Edgeprofile:

Vertical

IMG2250.JPG

23-Nov-201417:

45:

12

3

「3264x2448pixels（WxH）

7.99Mpxls

Edge6.35degs

Imatest4.0.15ImageSensor!

■卜［卜■

-ROI:

280x155pixels

11%below-Rofctr

_Y-channel（YBR11）

Gamma=0.50

=1.66pixels

XLtlMVRFS

10-90%rise

=1473perPH

RGBrise=1.661.661.66pxls

RMSEdgeroughness=0.0809pxls

Chartcontrast=10

Gamma（fromchart）=0.848

Lt,dklvls=212.1,30.1Lt/dk=7.05

-6-4-202

Pixels（Vertical）

810ROI:

280x155pixels

0.8

0.6

0.4

0.2

MTF50=0.315Cy/Pxl

=1542LW/PH

（RGB）=0.3170.3130.316Cy/Pxl

valuationverson=1542LW/PH

Undersharpening18.0%

MTF50=0.315Cy/Pxl

MTF20=0.476Cy/Pxl

Purchasea\wwwTFmaqetst0C©m

LRTB=1597187613491503

Edgeangle=6.35degs

Estm.chartcontrast=49.7

SelectedEXIFdata

Edgeprofile:

Horizontal

_3264x2448pixels（WxH）

7.99Mpxls

23-Nov-201417:

23:

46

1）e<-ilArrlorpeadE

-ROI:

169x294pixels

22%abovectr

Y-channel（YA22）

Gamma=0.50

Edge-6.61degs

1—10-90%rise=2.10pixels

=1168perPH

RGBrise=2.212.111.84pxls

RMSEdgeroughness=0.0845pxls

Chartcontrast=10

Gamma（fromchart）=0.743

Lt,dklvls=217.3,39.3Lt/dk=5.53

-6

-4

Imatest4.0.15ImageSensor卜卜Fdi

-202

Pixels（Horizontal）

10

0.8

MTF50=0.266Cy/Pxl

=1304LW/PH

（RGB）=0.2640.2660.277Cy/Pxl

）EImqijls

0.6

0.4

0.2

Evaluationverson=1304LW/PH

Undersharpening24.6%

MTF50=0.266Cy/Pxl

MTF20=0.421Cy/Pxl

PurchaseatwwwFarNatestxGom

MTF:

Horizontalw/NR

Nyquistf

0.20.40.6

Frequency,Cycles/pixel

0.8

IMG_2250.JPG

geprofile:

Horizontal01417:

26:

05

_3264x2448pixels（WxH）:

_________

7.99Mpxls

-ROI:

126x418pixels

23%abovectr

Y-channel（YA23）

Gamma=0.50

Edge-6.6degs

$10-90%rise=2.21pixels

=1108perPH

RGBrise=2.322.211.94pxls

RMSEdgeroughness=0.083pxls

Chartcontrast=10

Gamma（fromchart）=0.752

Lt,dklvls=217.2,38.5Lt/dk=5.65

Imatest4.0.15ImageSensor

*pji

-6

-4

-2024

Pixels（Horizontal）

10

0.8

MTF50=0.258Cy/Pxl

=1265LW/PH

（RGB）=0.2560.2580.267Cy/Pxl

ditmvrfs

0.6

0.4

Evaluationverston=1265LW/PH

Undersharpening25.6%

MTF50=0.258Cy/Pxl

MTF20=0.407Cy/Pxl

PurchaseatwwwdEnaqest^om

0.2

ROI:

169x294pixels

LRTB=15331701636929

Edgeangle=-6.61degs

Estm.chartcontrast=30.6

SelectedEXIFdata

©imatest

ROI:

126x418pixels

LRTB=15581683537954

Edgeangle=-6.6degs

Estm.chartcontrast=31.9

SelectedEXIFdata

\ITaenlnorrlorpeaaE

Edgeprofile:

Vertical

「3264x2448pixels（WxH）

7.99Mpxls

/10-9

23-Nov-201417:

47:

11

*■T'F

0%rise

=2.04pixels

ROI:

216x11/pixe

15%belowctr

_Y-channel（YB15）

Gamma=0.50

Edge5.91degs

s

/=1202perPH

/RGBrise=2.092.032.08pxls

1

u

tRMSEdgeroughness=0.0779pxls

Chartcontrast=10

Gamma（fromchart）=0.84

+

Lt,dklvls=210.1

30.4Lt/dk=6.91

Imatest4.0.15ImageSensor

I-It-d-11

-6

-4

-2

024

Pixels（Vertical）

0.8

MTF50=0.254Cy/Pxl

=1244LW/PH

（RGB）=0.2520.2520.268Cy/Pxl

mvr-f

0.6

EvaluatiOTF5Vers5OCT=1244LW/PH

Undersharpening23.2%

\MTF50=0.254Cy/Pxl

0.4

0.2

MTF20=0.408Cy/P

PurchaseatwwwTFmNOetst0com

MTF:

Verticalw/NR

Nyquistf

0.20.40.6

Frequency,Cycles/pixel

IMG_2250.JPG

xl

0.8

23-Nov-201417:

47:

46

xlraen^OLM-PPe9d-

Edgeprofile:

Vertical

Imatest4.0.15ImageSensor

FIE

_Y-channel（YB16）

Gamma=0.50

Edge6.34degs

「3264x2448pixels（WxH）

7.99Mpxls

■ROI:

259x121pixels

16%belowctr

10-90%rise

=1126perPH

RGBrise=2.232.172.15pxls

RMSEdgeroughness=0.089pxls

Chartcontrast=10

Gamma（fromchart）=0.847

Lt,dklvls=210.6,30Lt/dk=7.03

-6

-4

-2

0.8

=2.17pixels

024

Pixels（Vertical）

MTF50=0.235Cy/Pxl

=1151LW/PH

（RGB）=0.2330.2340.246Cy/Pxl

Evaluationverson=1151LW/PH

Undersharpening25.9%

M（prs

0.6

0.4

MTF50=0.235Cy/Pxl

Purchaseat

xl

0.2

KM

10

ROI:

216x117pixels

LRTB=1415163014431559

Edgeangle=5.91degs

Estm.chartcontrast=47.8

SelectedEXIFdata

Jimatest

10

ROI:

259x121pixels

LRTB=1605186314641584

Edgeangle=6.34degs

Estm.chartcontrast=49.4

SelectedEXIFdata