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1、信噪比测试 SNR背景介绍除却解像力和色彩还原力之外，信噪比（S/N）、动态范围（Dynamic Range） 以及白平衡（WB）也是常被拿来衡量一部摄像机的比较标准。其中信噪比（S/N） 或称噪音抑制能力（N oise Reduction ）占影响画质表现相当大的比重，尤其是长 时间曝光拍照时，例如：夜景或是黎明黄昏时分，数字影像常常因为噪点这一项 败给了传统底片。我们可以将摄像机盖上镜头盖来简单地观察噪点情况，也可以借助一些手段 来定量的检测出来。下面就介绍一下用Imatest这套软件检测和评估噪点的方法。IMATEST 软件简介Imatest 是一款专门 对数码相机图像进行 数据测试的软
2、件包， 能测试 Resolution、 Color Accuracy、 Lens Shading And Color Shading、 AWB、 Gray Scale、 Dynamic Range、 TV-Distortion、 SNR. 等。是目前最权威的成像分析软件。 其主界面如下图所示Imatest 提供了多组 Noise 噪音测试方式，包括由 ISO12233、 Q-13 与 ColorChecker 所构成，方便使用者检查各个阶段相机噪音表现。ColorChecker 色表简介ColorChecker 色表由上而下、由左而右，它总共有四排、 24 个格子，如图 所示我们通常会给予编号
3、 #1 - #24，他们在摄影上其实有重要的涵义，例如：#1 可 以代表dark skin, #2可以代表light skin,跟肤色相关。第三排的#13 - #18 , 是几个相当主要的颜色，从左而右：B、G、R这是色彩三原色，然后是Y、M、 C ,这又是重要的三补色。第四排的六个格子,左边是白色、右边是黑色,可 以想象这一排代表从影像的亮部、中间调，一直到暗部，都涵盖其中。在测试不同的参数的时候所选择的区块也是不同的。如#1 - #18 用来测试色 彩倾向，最后一排(第四排)的#19 - #24，我们则可以来看噪声的情况。测试步骤：1) 将摄像机的拍照分辩率设为最大，将增益调到零，分别调
4、mtcf=O和 mtcf=16；2) 2) 调节光源到指定的标准，一般用 D65；3) 3) 将24色色卡置于灯源箱正面中心，调节摄像机的位置，使其正对该 Chart，保证该Chart的整个画面占预览界面的70%;4) 4) 待画面稳定后，拍摄照片；5) 5)使用Imatest软件分析拍出的照片，分别得出mtcf=0和mtcf=16下的 Noise 和 SNR 值；照片噪声分析1)采用Imatest的“colorcheck”来导入对应的图片，选择合适的测试范围, 如下红色矩形区域：-11.5J.7 iWJSti?/uarnrna 二 u.4：-:-i 二 1 Jz2nd order: ornm
5、aBras 邑 a3oNColorChecker analysis1 J-sep-2LH 2 15:1 y： 2izi 144H：y4J i=：rop M l yuxl Li廿Li pixels-Pixel noise: R, Gj B, Y (Luminance; gray)iofe引iz已d：tu VWirt已-日眉匸:k pixel I已4已I：m 232.6 -:48.3 = 184.3Middle gray (122) noise RGBV % = 0.53 0.52 0.62 0.47Mtcf=0Exposure error = U.20 t-stopsiiLog Exposure
6、 (-Target density)16.PNGColorChecker analysisExposure error = 0.21 f-stopsi iDensity response &. curve fits.口ZD，- .,.pl1玉左p；2i了 12伍尹US 4检出些匚:ep M甲应閔叫 pi畑sPixel naise: R, G, B, Y (Luminance; gray)noriTralE已创toiAhit巳日由匸寢瓦：忙卜tevek3：-233. &北呂忘=-l 8&.3Middle gray (122) noise RGBY % = 0.29 0.33 0.42 0.30O
7、PEmaJllwkJOeaMoN-1-0.5Log Exposure (-Target density)3/?Gamma =0.431 = 1/2.322fid order:Nominal Mtcf=16左下的部份是我们取 GretagMacbeth ColorChecker 色表上最后一排的灰阶区 块来测试( 共有 6 个区块 ), 分别代表从相片的亮部、中间调及暗部, 在 R、G、 B、Y 的噪声表现。有一个 Middle Gray 的数值，它就是第四排的第四个(这里 也称为 Zone 4)，也就是 #22 ，我们用它来代表中灰阶的色调，或是影像的中 间调。Middle Gray后面的4个
8、数值就是在RGB色频及Y明度的噪声值，数 值越高，噪声就越严重。左上是色表最后一排的灰阶区块明度位置校正, 蓝色圈圈是理想值, 绿色叉 叉是我们拍摄的实际值；右上角则是浓度的校正。一般都取灰阶区来分析，也可以取 GretagMacbeth ColorChecker 色表第三排 的 BGRYMC 六个主要颜色, 分别观察, RGB 色频及 Y 明度的噪声细节表现， 作为参照。照片信噪比分析分析了噪声之后，我们来分析一下SNR。信噪比SNR的计算方法如下：SNR=20log10(S19 -S24)/N22);S19，S24分别为第19, 24色块的信号亮度值，耍N22为第22色块的噪声 值， Im
9、atest 软件可以直接计算出该值；O.PNGColorChecker analysisOu 6 4 2 o.0.IJ.IJ. s I- IEImatest-0.23.1 MasterGamma = 0.433 = 1/2.31 1 1 1 2nd order:罕 t Nominal +Density response & curve fits口，月-0.4-0.6iiiiiP123456Zone (Row 4; Z 4 is middle grav; 1446 pixels total)13-即；2012 1 罗2:581卩4馭94：3严叩 of (920x10甲 pixelsExposur
10、e error = 0.20 f-stopsii-0.8 L-1.5-1-0.5Log Exposure (-Target density)Pixel sNr (dB): H, G, B, Y (Luminance; grayj-(20*log10(；pi5el SrJIMi);-patch-i)- ：SNR_BVV (dB； RGBY)= 44.8 4五.8 44.8 46.5Mtcf=0.8s.4.2 _|_|.o.LI.IJ.16.PNGColorChecker analysisDensity response &. curve fits口 ZD，-3/? JWJSfe.*Gamma =
11、 0.431 =1/2.322nd order:Nominal +Exposure error = 0.21 f-sd:opsi i6i555045403530-1-0.50Log Exposure (-Target density)f 碁.”1 Pixel SIR (dB): d, G, B, Y；(Luminahce; gray _ (20*log10(|iixel Si/Ni); patch i)SNR_BW (dB；RGBY) =50.6 5i.6 5O.o5l .0 烈!UM叭曲$：醯123456Zone (Row 4; Z 4 is middle graj/; 1446 pixel
12、s total)Mtcf=16左下图中的SNR_BW后面的四个值分别记录了 RGB色频及Y明度的SNR 值。总结测试结果如下表所示，MTCF=O时降噪未开启，噪声比较大，信噪比较小。Middle pixel no iseAverage no iseSNRMTCF=00.470.4646.5MTCF=160.300.3351.0SNR的典型值在4555db, 50db时noise较少，图像质量良好；60db时没有 noise，图像质量优秀。用imatest测试的结果都会记录在x.csv测试文件中，从中可以得到很多比较 详细的值。附：所有测试项目并不一定只有一种测试 chart 图。比如我们这里用 “colorchecker来测试 noise, gamma 等，采用 “gray scale chart也一样可以测 出上面的数据，也许还能拥有更好的精度。
