CMS锐度

CMS为什么要测锐度?

摄像头监控系统CMS(Camera Monitor System)作为传统光学后视镜的电子化替代,通过外部摄像头和舱内显示屏的组合为驾驶员提供车外视野。

而图像锐度(Sharpness)直接决定了CMS成像呈现细节的能力,对行车安全至关重要,直接影响驾驶员能否清晰感知监视器显示的后方来车细节(如:车灯轮廓、车牌、行人、路标等信息)。
锐度差异对比图(左:锐度较低;右:锐度较高)

若锐度不达标,图像会显得模糊,增加驾驶风险。因此,CMS法规标准如ISO 16505、UN-R46和GB 15084-2022等均对CMS锐度有明确要求。

量化指标

CMS锐度测试主要采用调制传递函数(MTF)​ 来衡量。MTF50是广泛应用的量化指标,它表示调制传递函数MTF降至50%时所对应的空间频率。MTF50值越高,代表系统的细节传递能力越强,图像越清晰。

依据GB 15084法规标准,CMS锐度需满足:
图像中心的水平和垂直方向的锐度应符合如下公式:
$$\text{MTF}50_{\langle 1:1 \rangle} \geq \frac{1}{2}\text{MTF}10_{\text{MIN}\langle 1:1 \rangle} \left[ \frac{\text{LW}}{\text{PH}} \right]$$

图像四角(70%视场位置)的水平和垂直方向的锐度应符合如下公式:
$$\text{MTF}50_{\langle 1:1 \rangle} \geq \frac{1}{2} \times \left( \frac{1}{2} \text{MTF}10_{\text{MIN}\langle 1:1 \rangle} \right) \left[ \frac{\text{LW}}{\text{PH}} \right]$$

式中:
$MTF50_{(1:1)}$为监视器尺寸高宽比为1:1,MTF下降到50%时对应可区分的空间频率;
$\text{MTF}10_{(1:1)} \left[ \frac{\text{LW}}{\text{PH}} \right]$为监视器定义尺寸宽高比为 1:1, 最小规定视野范围内 MTF 下降到10%时对应可区分的空间频率;

关键工具
CMS锐度通过获取倾斜边缘(Slanted edges)图卡的空间频率响应(SFR)函数测量$MTF10_{(1:1)}$值来衡量,需选择倾斜边缘图卡测试和专业图像质量软件分析。

其他工具推荐:自动化图卡切换支架测试系统多色温LED补光光源(可见光和近红外) SFR分辨率测试图卡二维成像亮度计RIQA-CMS 图像质量分析软件显示器和亮度计移动支架

测试流程
(1)环境搭建
摄像头侧:光源色温6500K±1500K,照度800±80lx,摄像头正对图卡,距离图卡6m处 ;
监视器侧:0-10lx的暗环境,成像亮度计正对屏幕。

(2)样张拍摄
摄像头侧:
1.调整摄像机,使其光轴垂直于图卡;
2.调整摄像头与锐度图卡的距离6米(若摄像头的对焦处焦距小于6米,则按实际焦距测量);
3.中心位置处图案拍摄完毕后,调整位置角度,使斜边位于像高70%处,且斜边角度约为5°再次拍摄图片。
监视器侧:
1.调整监视器以及参考摄像头,使参考摄像头垂直于监视器;
2.使用二维成像亮度计拍摄。

(3)分析与解读
通过专业分析软件(这里以 RIQA图像质量分析软件 为例)自动分析图卡黑色方块的倾斜边缘,分别计算出中心与四角的水平和垂直方向的$MTF10_{(1:1)}$值。

软件操作:
这里以中心位置为例,四角位置分析选择对应测试样张同理操作。

结果解读:
上图的中心的水平和垂直方向测得的$MTF10_{(1:1)}$值均满足 $\geq \frac{1}{2}\text{MTF}10_{\text{MIN}\langle 1:1 \rangle} \left[ \frac{\text{LW}}{\text{PH}} \right]$,因此,该CMS锐度符合法规标准指标要求。