IPC信噪比测试SNR.doc

?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（Noise 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件包，能测试Resolution、Color Accuracy、Lens Shading And Color Shading、AWB、Gray Scale、Dynamic Range、?TV-Distortion、SNR... 等。 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ColorChecker 色表由上而下、由左而右，它总共有四排、24 个格子我们通常会给予编号 #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#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 ?将摄像机的拍照分辩率设为最大，将增益调到零，分别调mtcf=0和mtcf=16； 2)? 调节光源到指定的标准，一般用D65； 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)? 待画面稳定后，拍摄照片； 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 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： 在“Results”中找到对应的x_gray.png文件进行分析 Mtcf=0 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( 6 个区块 ), 分别代表从相片的亮部、中间调及暗部, 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取GretagMacbeth ColorChecker BGRYMC 六个主要颜色, 分别观察, RGB 色频及 Y 明度的噪声表现 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，Imatest软件可以直接计算出该值； Mtcf=0 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 总结 ?? ?测试结果如下表所示，MTCF=0时降噪未开启，噪声比较大，信噪比较小。 Middle pixel noise Average noise SNR MTCF=0 0.47 0.46 46.5 MTCF=16 0.30 0.33 51.0 SNR的典型值在45~55db，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