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动态范围卡检测和分析

发布时间:2017-10-18 10:25:00 点击:

对比分辨率测试卡的开发是为了克服来自灰度测试卡衍生标准DR测量的关键限制的新的图卡设计。它还没有标准化,但我们正在努力,特别是在IEEE P2020汽车系统图像质量标准中。

理解对比度分辨率测试卡的关键是动态范围可以在一个范围内预测低对比度特征的可见度时更有意义地定义,即回答这个问题:“低对比度特征在黑暗中可见或光区域的动态范围?”标准DR测量不能为这个问题提供清晰,明确的答案。

对比度分辨率测试卡由20个大的补丁组成,覆盖95 dB色调范围。每个大补丁包含四个较小的补丁。浅灰色和深灰色贴片具有2:1(6 dB)的对比度,与周围的大斑块相同的平均密度。它们用于定义新开发的对比度分辨率信噪比(CRSNR)测量的信号,其中噪声是在较大的灰色块(其具有更好的噪声统计)中测量的。红色和蓝色的贴片用于视觉分析。


 在我们说更多之前,我们必须回答这个问题,“为什么只有95 dB的传感器具有高达150 dB的动态范围,还会有相当激烈的竞争对手?(这场比赛有点类似于20世纪50年代的汽车马力比赛,最终在电视喜剧演员采用这条线时,“我的车可以通过道路上的任何东西,除了加油站”。)”

答案是,我们还没有看到一个真正的实际系统(将不可避免地受到耀斑光的限制),达到95 dB,远低于它。(此外,难以制作具有较高色调范围的这种类型的实用测试卡)。我们还必须注意到,传感器和测试卡或场景之间的镜头的实际情况,可能不满足于高达150 dB DR的传感器的动态范围更高的客户。


以下是对比度分辨率测试卡测量的简要说明。

在多线程测试卡上运行的右侧例子使用了佳能EOS-6D和100mm f / 2.8微距镜头的对比度分辨率测试卡,f/4-是一款非常高品质的数码单反相机和镜头,但没有专门销售作为HDR(高动态范围)。

在标准DR分析中用作信号的大灰色斑块的对数像素级别在上图中显示为细黑线。对比度分辨率信号(亮暗电平)显示为粗品红色线。

下图显示了标准SNR(细黑线)和对比度分辨率SNR(CRSNR),其中信号是亮暗色调电平,噪声在较大的相邻灰色区域中测量。

右侧的图像以恒定的平均像素级别显示所有贴片,使其易于看到噪音的影响。即使在小尺寸上,也是显而易见的,对比度2:1功能在补丁1-13中是清晰的,在补丁14和15中正在褪色,并且几乎超出了这一点。补丁13具有约8dB(20 * log 10(2.42))对比分辨率SNR。

我们可以根据CRSNR大于可比量(6-14 dB)的音调范围定义对比度分辨率动态范围。请注意,CRSNR=1(用于在常规测量中定义DR)对应于真正严格的图像质量,其中,如果您确切地知道要查找的内容,则该特征仅略微可见。

对比度分辨率测试卡的一个主要优点是在色调映射存在的情况下提供了良好的效果-这种类型的不均匀色调压缩保持了局部对比度。色调映射被广泛用于人类观看HDR图像(在动态范围有限的显示器上)。标准灰度测试卡不能为色调映射图提供可靠的结果。

另外,我们必须指出,虽然我们认为“对比度分辨率”测试卡提供了系统性能的优异指标,但它还不是行业标准。

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