GBT 42978-2023 数码照相机渐晕的测量

数码照相机渐晕的测量Digitalcameras—Shadingmeasurements(ISO17957:2015,Photography—Digitalcameras—Shadingmeasurements,MOD)2023-09-07发布IGB/T42978—2023前言 Ⅲ 12规范性引用文件 13术语和定义 14测试条件和方法 14.1通则 14.2设备和硬件 14.3光源 24.4测试图卡 24.5图像/照相机设置 25分析方法 35.1概述 35.2明度不均匀度 45.3亮度不均匀度 45.4色度不均匀度 45.5总体色彩不均匀度 46结果报告 5附录A(资料性)推荐测量条件 6附录B(资料性)渐晕度量计算的范例 7B.1概述 7B.2不均匀度的计算 7参考文献 Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定本文件修改采用ISO17957:2015《摄影数码照相机渐晕的测量》。本文件与ISO17957:2015的技术差异及其原因如下：——将附录A性质由规范性调整为资料性。本文件做了下列编辑性改动：——调整了公式编号。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国机械工业联合会提出。本文件由全国照相机械标准化技术委员会(SAC/TC107)归口。本文件起草单位：成都微光集电科技有限公司、杭州照相机械研究所有限公司、嘉兴中润光学科技1数码照相机渐晕的测量本文件描述了数码照相机渐晕测量的一种方法，测试方法包括彩色和亮度信号分量独立测量的本文件适用于数码照相机和照相手机的渐晕测量。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。IEC61966-2-1:1999+AMD1:2003多媒体系统和设备色彩测量和管理第2-1部分：色彩管理默RGB色彩空间—sRGB(Multimediasystemsandequipment—Colourmeasurementandman-agement—Part2-1:Colourmanagement—DefaultRGBcolourspace—sRGB)下列术语和定义适用于本文件。亮度不均匀度luminancenon-unifority图像范围内亮度信号分量的逐渐变化。色彩不均匀度colournon-u图像范围内色度信号分量的逐渐变化。4测试条件和方法测量一台数码照相机的渐晕时，4.2～4.5中测试条件宜作为标准条件。如果不可能或者近似达到4.2～4.5中规定的标准操作条件，实际操作条件宜与报告的结果一起列出。4.2设备和硬件以下硬件是控制和报告测试条件所必需的：——均匀平整的测试卡；2GB/T42978—2023——亮度计。测试需要的测试图卡和光源的总体均匀度规定如下。对于明度不均匀度和亮度不均匀度的测量，应使用平均室外日光(D型)光源。对于色度不均匀度测量和总体的色彩不均匀度的测量应使用三种标准的亮度：a)平均室外日光的特征(D型);b)室内白炽灯照明(A型);c)室内荧光灯照明(F型)。也可选择其他类型的照明。任何情况下，照明的类型都应说明。日光照明(CIE/D555503K)色温误差范围宜为5000K～6504K。室内白炽灯照明(CIE/A2856K)色温误差范围宜为2700K～3200K。荧光灯照明(CIE/F24230K)色温误差范围宜为光源的放置应能提供均匀的照明，并且不应对测试图卡产生眩光或反射。目标应在整个图像视场范围内并提供一个光谱中性的均匀亮度分布。在420nm～750nm的光谱范围内，如果目标的光谱透射率或者反射率的变化率不超过5%,则为光谱中性。目标是透射式或反射式结构，照明的亮度均匀性与测试图卡对测试非常重要。亮度不均匀度宜在2.5%以内(|最大值一平均值|/平均值<0.025和|最小值一平均值|/平均值<0.025),在平均亮度为50cd/m²~120cd/m²时，整个图像区域内应在5%以内(|最大值一平均值|/平均值<0.05和|最小值一平均值|/平均值<0.05)。目标的光线应是漫射的，并且不包含任何的镜面分量。图1给出了反射式目标推荐测试环境。当测试用的图卡包含图案时，使用适当的程序去除图案，以此获得与均匀标准图卡相同的结果。当使用包含图案的图卡时，调整曝光使中心测量块的sRGB编码值的平均输出值在110～130之间。当曝光调节可用时，应调整曝光使中心测量块的sRGB编码值的平均输出值在110～130之间。当外围测量块的平均输出值较低时(超广角镜头的情况下),曝光水平可适当调高。任何情况下都应说明中心测量块的平均输出值。宜调整白平衡使图像的中心尽可能地还原到中性，拍摄距离宜≥10倍焦距(35mm等效焦距)。当焦距可手动调整时，焦点不要在测试目标上。F值、焦距、对焦距离、ISO感光度、曝光时间都要说明。图像宜以最大像素数、最高图像质量(最少的压缩)存储。推荐的测量条件见附录A。3GB/T42978—2023图1反射式目标推荐测试环境5分析方法对于不均匀度的计算，图像被分成(2N+1)×(2N+1)个无重叠矩形块(N≥5),考虑到平均噪声和局部干扰，N宜确保每个测试块包含足够数量的像素数。计算每一块的像素sRGB数值的平均值。当图像中存在目视可见的急剧变化时，增大N的数值，以保证急剧变化不会因为平均而漏掉。数据的平均值宜保留为浮点数或有理数，因为四舍五入到最接近数值可能会导致显著的量化误差。附录B给出了渐晕度量计算的范例。国际照明委员会(CIE)LAB值根据sRGB值计算，具体如下。a)首先，按公式(1)求出第i个测试块中像素的sRGB值R;,G;,B,的平均值Rᴀ(i),GAm(i),BA(i)。R(i)=1/n;·Z;-₁R;,GA(i)=1/n;·;-₁G;,BA(i)=1/n.·2;-,B;……(1)式中：R;,G;,B;测试块中第j(j=1,n,)个像素的值；n;——第i个测试块的全部像素数。b)将sRGB平均值RA(i),GAm(i),BA(i)在0～1范围内按公式(2)转换到线性RGB值：R₁(i),Gun(i),B₁(i)R'(i)=RA(i)/255,G'(i)=GA(i)/255,B'(i)=BA(i)/255 (2)如果R'(i),G'(i),B'(i)≤0.04045,则按公式(3)计算：R(i)=R'(i)/12.92,Gu(i)=G'(i)/12.92,Bun(i)=B'(i)/12.92 (3)4GB/T42978—2023Rm(i)=[(R'(i)+0.055)/1.055]²*Gun(i)=[(G'(i)+0.055)/1.055]²* (4)BLm(i)=[(B'(i)+0.055)/1.055]²Ac)三刺激值：第i个测试块的刺激值X(i),Y(i),Z(i)按公式(5)计算：……………(5)d)按公式(6)将第i个测试块的CIEXYZ值变换为CIELAB值：[L*(i),a·(i),b*(i)](按IEC61966-2-1:1999+AMD1:2003中附录H的规定)。X,、Y、Z。为D65照明条件下参考显示器的白点坐标X=0.9505,Y,=1.0000,Z,=1.0890。L*(i)=116·f[Y(i)/Y.]-16a·(i)=500{f[X(i)/X.]-f[Y(i)/Y.]}……………(6)b·(i)=200{f[Y(i)/Y.]-f[Z(i)/Z.]f[X(i)/X.]=[X(i)/X,]¹/3若X(i)/X,>0.008856;f[X(i)/X.]=7.787[X(i)/X.]+16/116若X(i)/X,≤0.008856;f[Y(i)/Y.]=[Y(i)/Y.]¹/3若Y(i)/Y,>0.008856;f[Y(i)/Y.]=7.787[Y(i)/Y.]+16/116若Y(i)/Y,≤0.008856;f[Z(i)/Z,]=[Z(i)/Z.]'”若Z(i)/Z>0.008856;f[Z(i)/Z.]=7.787[Z(i)/Z.]+16/116若Z(i)/Z,≤0.008856。D₁=max[L'(i)]-min[L'(i)] (7)亮度不均匀度Dy(%)按公式(8)计算： (8)分析色度不均匀度，首先按公式(9)计算每个测试块的平均值a*(i),b*(i)的总平均值：a^=1/m·Z?-;a·(i),b^=1/m·2?,b·(i) (9)m——测试块的数量。第i个测试块的色度绝对偏差按公式(10)计算：D.(i)=√[a·(i)-a·]²+[b·(i)-b·] (10)色度不均匀度D.按公式(11)定义为所有色块绝对偏差中的最大值：D.=max[D.(i)] (11)分析总体色彩不均匀度，首先按公式(12)、公式(13)和公式(14)分别计算所有L*(i),a*(i),b*(i)的最大值与最小值。 总体色彩不均匀度Droui按公式(15)计算： 6结果报告 _——曝光时间：下列每个指标的测试条件都应进行说明：56(资料性)推荐测量条件当需要数码照相机渐晕特性的代表值时，宜使用表A.1给出的测量条件。在渐晕特性最明显时(即最坏的情况)宜给出报告指标。然而，由于很难找到每个拍摄条件下渐晕的最差值，因此可使用本附录中推荐的测量条件(见表A.1)。表A.1推荐测量条件光圈*在最小的F值(即最大光圈)焦距在最短的焦距端(即广角端)·亮度不均匀度特性在最小F值时趋向最大。亮度不均匀度特性在最短焦距趋向最大。比较几台数码照相机的渐晕特性时，采取同样的F值、焦距和对焦距离进行测量才有意义。对于上述未提及的设置，参照第4章中描述的测试条件。本文件中未提及的相机设置，宜采用默认7GB/T42978—2023(资料性)渐晕度量计算的范例下面的例子提供了评价渐晕特性和计算一幅图像的明度、亮度、色度和总体不均匀度的方法演示。B.2不均匀度的计算本文件中使用的测量计算方法假定一幅RGB图像是从一个均匀平整的测试卡获得，使用的测试装置和方法符合4.3和4.5的规定。下列变换假定通常情况下图像是保存在IEC61966-2-1:1999+AMD1:2003中定义的sRGB色彩空间。a)对于本例，图像按5.1被分为(2N+1)×(2N+1)块，N=5,将图像分为11×11块。b)RGB值每个通道取平均，按公式(1)求得11×11个测试块中每一个的R、G和B的平均值。这步计算的结果见表B.1。sRGB的平均值按公式(2)、公式(3)和公式(4)变换到线性RGB值。c)再按公式(5)由线性RGB值计算得到刺激值X(i),Y(i)和Z(i),按公式(5)计算得到的刺激值见表B.2。d)按公式(6)将数值转换到CIELAB。计算得到的L*(i),a*(i)和b*(i)值见表B.3。e)按公式(7)计算明度不均匀度，计算最大和最小的L*值。max[L*(i)]=60.52,min[L·(i)]=47.34D₁=max[L*(i)]-min[L*(i)]=13.18f)按公式(8)计算亮度不均匀度，计算最小和最大的Y值。max[Y(i)]=0.2871,min[Y(i)]=0.1628 按公式(10)计算第i个测试块的色度标准偏差D.(i),记录在表B.4。最后，按公式(11)计算标准偏差中的最大值D。=max,[D。(i)],记录为色度不均匀度。D.=max[D.(i)]=8.658h)对于总体色彩不均匀度的计算，可参照表B.3中的L·,a'和b*的值，按公式(12)～公式(14)计算最大和最小的L*,a'和b*。Lx=60.52,a=16.50,b=4.60L=47.34,a=1.83,b=-0.52最后，按公式(15)计算总体不均匀度：Droa=√(Ln-LEn)²+(asx-asm)²+(b-bzi)²=20.3889X(i)0.23930.26500.26180.24090.21570.19980.18720.17940.17600.19530.25210.25400.27080.25360.23200.21070.19550.18480.17680.17240.18470.23100.26360.26680.24160.22100.20320.18950.17900.17450.16910.17790.21670.26980.26020.23660.21490.19820.18660.17600.17140.16820.17520.20840.27300.25600.23150.20900.19470.18340.17520.16800.16680.17220.20310.27490.25620.22880.20680.19160.18010.17270.16740.16590.17120.19760.27750.25730.22850.20850.19160.17850.17140.16760.16620.17200.19760.281602.6110.23370.21150.19410.18150.17420.16980.16930.17380.19910.28730.27090.24210.21720.19890.18670.17790.17490.17320.17990.20420.29800.28770.25390.22800.20900.19510.18650.18220.18100.18850.21140.31590.30190.27020.24400.21920.20400.19410.18990.18940.19950.2193Y(i)0.21740.24460.24390.22610.20540.19100.17860.17030.16740.18670.24240.23440.25340.23950.22230.20560.19030.17870.17070.16540.17720.22230.24510.25110.23220.21600.20160.18860.17620.16980.16310.17100.20750.25190.24850.22940.21170.19930.18820.17680.16910.16310.16920.19870.25530.24740.22610.20840.19810.18670.17700.18630.16280.16610.19300.25710.24840.22470.20700.19620.18590.17630.16820.16340.16560.18860.25880.24910.22470.20730.19540.18420.17610.16820.16290.16580.18780.26200.25160.22820.20920.19590.18500.17620.16910.16450.16740.18820.26580.25860.23510.21190.19820.18700.17780.17130.16750.17220.19190.27330.27030.24330.21900.20390.19120.18160.17580.17370.17870.19750.28710.28170.25450.23060.21100.19700.18670.18050.17890.18720.2049Z(i)0.21990.25230.25010.23070.21230.19880.18640.17740.17370.19640.25840.23840.26050.24420.22850.21080.19690.18500.17540.16960.18200.23470.24460.26080.24140.22380.20930.19580.18300.17410.16760.17430.21790.25060.25910.24020.22390.20930.1930.18390.17490.16820.17200.20740.25360.25780.24080.22370.21120.19890.18680.17570.16890.17040