ISO 18844:杂光测试

概述
ISO 18844:2017标准规定了数字相机杂光(Flare)的测量方法。

使用标准:

ISO 18844:2017
Photography — Digital cameras — Image flare measurement

技术委员会:
ISO/TC 42 Photography

原理
摄影领域的相机杂光测量标准为 ISO 18844:2017。其核心逻辑是是在均匀照明或均匀发光的白色背景上,设置多个低反射/低透射的圆形黑色区域(即高密度光阱(黑点)的对角线阵列,见下图)。通过计算图像中黑色区域与白色背景的亮度比值,即杂光指数F,来定量评估杂光的严重程度。F值越小,杂光对像质的影响越小。

杂光指数F计算公式:

$$F=\frac{S_{Black}}{S_{White}}\times 100\%$$ 其中,$S_{Black}$ 表示黑色区域亮度均值;$S_{White}$ 表示黑色区域周围4个白色区域亮度均值。

如何测量?
环境搭建
测试图卡可以是反射式和透射式的,其环境设置分别如下:

反射式图卡环境设置 透射式图卡环境设置

测试条件:

  • 反射式测试图卡:图卡表面照度为1000 lx~2000 lx ;
  • 透射式测试灯箱:面源亮度为 318 cd/m²~637 cd/m²;
  • 照度均匀性各测量点的照度偏差不得超过 5%,需满足:$\frac{|E_\mathrm{max}-E_\mathrm{avg}|}{E_\mathrm{avg}}<0.05,\quad \frac{|E_\mathrm{min}-E_\mathrm{avg}|}{E_\mathrm{avg}}<0.05$;
  • 光源色温:采用CIE平均昼光光源,相关色温$\mathrm{CCT}=5700\ \mathrm{K}\pm1000\ \mathrm{K}$;
  • 注意事项:测试时需屏蔽测试卡外围环境杂光,防止杂光指数测试结果偏大;相机选用低感光度拍摄,减小图像噪声对测量数据的影响。

测试靶标
测试靶标分为单点测量、多点测量两类结构,有靶标 1(白底黑区板)与靶标 2(黑底白框板)两种可互换使用,要求图卡的横向、纵向整体尺寸需超出相机有效成像视场(41±2)%。

  • 靶标 1(白底黑区板)(见下图a)):采用白色基材,以线宽为视场竖边尺寸1/500的黑框圈定$H×V$有效视场,框内黑点总面积不大于框内面积5%,多点款黑点对角排布,单点款中心设置$H/10×V/10$黑块。
  • 靶标 2(黑底白框板)(见下图b)):采用黑色基材,外围白框线宽同样为视场竖边尺寸1/500并圈定$H×V$有效视场,板面中心布设一圈闭合环绕白线,白线线宽、白线到板面中心间距均为视场竖边尺寸1/100,环线周长与靶标1中心黑块外轮廓周长一致,单点款在白线中心开设$H/10×V/10$中空方孔。
  • 光学指标要求:反射式靶标白色区域反射率≥80% 并趋近朗伯漫反射,透射式靶标白色区域透射率≥80%;两款靶标的黑色区域反射参数(反射靶)或透射参数(透射靶)数值统一;黑底靶中心环内黑色区域、白底靶中心黑色区块这两处关键采样黑区不允许出现镜面反射,反射类型靶标可在上述两处区域加装光陷阱消除反射干扰。靶标黑白对比度分为 40:1~3000:1、≥3000:1 两类;需根据实际测试需求选型。

测试设备
(以反射式图卡测量杂光为例)

设备名称 研鼎多色温LED立式补光光源 反射式Flare测试图卡 RIQA——Camera模块
测试设备
设备功能 提供均匀、稳定的标准光源 杂光测试靶标 分析测试样张,计算杂光相关指标

(以透射式图卡测量杂光为例)

设备名称 研鼎TLB系列透射式灯箱 透射式Flare测试图卡‌ RIQA——Camera模块
测试设备
设备功能 提供均匀、稳定的标准光源 杂光测试靶标 分析测试样张,计算杂光相关指标

结果解读
RIQA是研鼎自研的图像分析软件,其Camera模块支持 ​​ISO 18844:2017 标准​​的杂光测量,可从17个高密度光阱(黑点)的对角线阵列中计算出 杂光指数F ​​,客观量化相机的杂光性能。

F值越小,杂光对像质的影响越小;F值越大,说明相机杂光严重。