IPC信噪比测试SNR

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（DynamicRange）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（NoiseReduction）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、ColorAccuracy、LensShadingAndColorShading、AWB、GrayScale、DynamicRange、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#1-#24，他们在摄影上其实有重要的涵义，例如：#1可以代表darkskin，#2可以代表lightskin，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mtcf=0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：2)在“Results”中找到对应的x_gray.png文件进行分析Mtcf=0Mtcf=16左下的部份是我们取GretagMacbethColorChecker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MiddleGray的数值，它就是第四排的第四个（这里也称为Zone4），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。MiddleGray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。一般都取灰阶区来分析，也可以取GretagMacbethColorChecker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，Imatest软件可以直接计算出该值；Mtcf=0Mtcf=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=0时降噪未开启，噪声比较大，信噪比较小。MiddlepixelnoiseAveragenoiseSNRMTCF=00.470.4646.5MTCF=160.300.3351.0SNR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“grayscalechart”也一样可以测出上面的数据，也许还能拥有更好的精度。