動(dòng)態(tài)范圍卡檢測(cè)和分析
對(duì)比分辨率測(cè)試卡的開(kāi)發(fā)是為了克服來(lái)自灰度測(cè)試卡衍生標(biāo)準(zhǔn)DR測(cè)量的關(guān)鍵限制的新的圖卡設(shè)計(jì)。它還沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)化,但我們正在努力,特別是在IEEE P2020汽車(chē)系統(tǒng)圖像質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中。
理解對(duì)比度分辨率測(cè)試卡的關(guān)鍵是動(dòng)態(tài)范圍可以在一個(gè)范圍內(nèi)預(yù)測(cè)低對(duì)比度特征的可見(jiàn)度時(shí)更有意義地定義,即回答這個(gè)問(wèn)題:“低對(duì)比度特征在黑暗中可見(jiàn)或光區(qū)域的動(dòng)態(tài)范圍?”標(biāo)準(zhǔn)DR測(cè)量不能為這個(gè)問(wèn)題提供清晰,明確的答案。
對(duì)比度分辨率測(cè)試卡由20個(gè)大的補(bǔ)丁組成,覆蓋95 dB色調(diào)范圍。每個(gè)大補(bǔ)丁包含四個(gè)較小的補(bǔ)丁。淺灰色和深灰色貼片具有2:1(6 dB)的對(duì)比度,與周?chē)拇蟀邏K相同的平均密度。它們用于定義新開(kāi)發(fā)的對(duì)比度分辨率信噪比(CRSNR)測(cè)量的信號(hào),其中噪聲是在較大的灰色塊(其具有更好的噪聲統(tǒng)計(jì))中測(cè)量的。紅色和藍(lán)色的貼片用于視覺(jué)分析。
在我們說(shuō)更多之前,我們必須回答這個(gè)問(wèn)題,“為什么只有95 dB的傳感器具有高達(dá)150 dB的動(dòng)態(tài)范圍,還會(huì)有相當(dāng)激烈的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手?(這場(chǎng)比賽有點(diǎn)類(lèi)似于20世紀(jì)50年代的汽車(chē)馬力比賽,最終在電視喜劇演員采用這條線時(shí),“我的車(chē)可以通過(guò)道路上的任何東西,除了加油站”。)”
答案是,我們還沒(méi)有看到一個(gè)真正的實(shí)際系統(tǒng)(將不可避免地受到耀斑光的限制),達(dá)到95 dB,遠(yuǎn)低于它。(此外,難以制作具有較高色調(diào)范圍的這種類(lèi)型的實(shí)用測(cè)試卡)。我們還必須注意到,傳感器和測(cè)試卡或場(chǎng)景之間的鏡頭的實(shí)際情況,可能不滿(mǎn)足于高達(dá)150 dB DR的傳感器的動(dòng)態(tài)范圍更高的客戶(hù)。
以下是對(duì)比度分辨率測(cè)試卡測(cè)量的簡(jiǎn)要說(shuō)明。
在多線程測(cè)試卡上運(yùn)行的右側(cè)例子使用了佳能EOS-6D和100mm f / 2.8微距鏡頭的對(duì)比度分辨率測(cè)試卡,f/4-是一款非常高品質(zhì)的數(shù)碼單反相機(jī)和鏡頭,但沒(méi)有專(zhuān)門(mén)銷(xiāo)售作為HDR(高動(dòng)態(tài)范圍)。
在標(biāo)準(zhǔn)DR分析中用作信號(hào)的大灰色斑塊的對(duì)數(shù)像素級(jí)別在上圖中顯示為細(xì)黑線。對(duì)比度分辨率信號(hào)(亮暗電平)顯示為粗品紅色線。
下圖顯示了標(biāo)準(zhǔn)SNR(細(xì)黑線)和對(duì)比度分辨率SNR(CRSNR),其中信號(hào)是亮暗色調(diào)電平,噪聲在較大的相鄰灰色區(qū)域中測(cè)量。
右側(cè)的圖像以恒定的平均像素級(jí)別顯示所有貼片,使其易于看到噪音的影響。即使在小尺寸上,也是顯而易見(jiàn)的,對(duì)比度2:1功能在補(bǔ)丁1-13中是清晰的,在補(bǔ)丁14和15中正在褪色,并且?guī)缀醭隽诉@一點(diǎn)。補(bǔ)丁13具有約8dB(20 * log 10(2.42))對(duì)比分辨率SNR。
我們可以根據(jù)CRSNR大于可比量(6-14 dB)的音調(diào)范圍定義對(duì)比度分辨率動(dòng)態(tài)范圍。請(qǐng)注意,CRSNR=1(用于在常規(guī)測(cè)量中定義DR)對(duì)應(yīng)于真正嚴(yán)格的圖像質(zhì)量,其中,如果您確切地知道要查找的內(nèi)容,則該特征僅略微可見(jiàn)。
對(duì)比度分辨率測(cè)試卡的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是在色調(diào)映射存在的情況下提供了良好的效果-這種類(lèi)型的不均勻色調(diào)壓縮保持了局部對(duì)比度。色調(diào)映射被廣泛用于人類(lèi)觀看HDR圖像(在動(dòng)態(tài)范圍有限的顯示器上)。標(biāo)準(zhǔn)灰度測(cè)試卡不能為色調(diào)映射圖提供可靠的結(jié)果。
另外,我們必須指出,雖然我們認(rèn)為“對(duì)比度分辨率”測(cè)試卡提供了系統(tǒng)性能的優(yōu)異指標(biāo),但它還不是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。