分辨率測試卡如何測量圖像折疊失真

分辨率測試卡是一種專業(yè)的工具，用于評估和測量圖像質(zhì)量，特別是在攝像頭、掃描儀、顯示器等設(shè)備的分辨率、清晰度和失真等方面。其中，圖像折疊失真是一個重要的測量指標(biāo)，它反映了圖像在處理過程中可能出現(xiàn)的失真情況。 在ISO12233-2000分辨率測試卡中，專門有一個區(qū)域用于測量圖像的折疊失真，即脈沖區(qū)域。這個區(qū)域的設(shè)計是為了模擬圖像中的高頻細(xì)節(jié)，并觀察這些細(xì)節(jié)在被攝錄或顯示時是否保持了原有的形狀和結(jié)構(gòu)，或者是否發(fā)生了變形或折疊。

如何使用分辨率測試卡測量圖像折疊失真

1. 準(zhǔn)備分辨率測試卡：首先，你需要一張符合ISO12233-2000標(biāo)準(zhǔn)的分辨率測試卡。這張卡上會有專門設(shè)計的脈沖圖案，用于測試圖像折疊失真。

2. 設(shè)置設(shè)備：將你的攝像頭、掃描儀或顯示器調(diào)整到適當(dāng)?shù)脑O(shè)置。對于攝像頭，可能需要調(diào)整焦距、光圈和快門速度；對于掃描儀，可能需要設(shè)置分辨率和色彩深度；對于顯示器，則需要調(diào)整到合適的亮度和對比度。

3. 拍攝或顯示測試卡：將分辨率測試卡放置在設(shè)備的拍攝或顯示范圍內(nèi)。確保測試卡平穩(wěn)，光線均勻，并且測試卡上的脈沖區(qū)域完全在視野中。

4. 觀察脈沖區(qū)域：在脈沖區(qū)域，你會看到一系列的線對，它們以一定的間距排列，并逐漸變細(xì)。在沒有折疊失真的情況下，這些線對應(yīng)該保持清晰和直線形狀。

5. 分析結(jié)果：仔細(xì)觀察脈沖區(qū)域的圖像。如果線對開始出現(xiàn)彎曲、折疊或斷裂，這表明圖像存在折疊失真。通過比較原始測試卡上的脈沖圖案和拍攝或顯示的圖像，你可以評估折疊失真的程度。

6. 記錄數(shù)據(jù)：記錄下你的觀察結(jié)果，包括折疊失真出現(xiàn)的線對位置和程度。這些數(shù)據(jù)可以用來評估設(shè)備的性能，或者作為調(diào)整設(shè)備設(shè)置的依據(jù)。

通過上述步驟，你可以使用分辨率測試卡來測量圖像折疊失真，并據(jù)此對設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)或優(yōu)化，以提高圖像質(zhì)量。這對于專業(yè)的圖像處理、質(zhì)量控制和科學(xué)研究等領(lǐng)域尤為重要。

分辨率測試卡失真

下面是使用相機(jī)拍攝的分辨率測試卡圖在軟件中的分析情況。其實(shí)在軟件是會顯示采樣的代碼信息的，但是對于一般不是非常了解代碼的人或不了解攝像行業(yè)的人這些代碼就像“天書”一樣難以理解。我們這里只撿一些對于用戶使用的信息給您介紹。
代碼只是一個特定的實(shí)現(xiàn)，但是這些概念可以用任何編程語言來提取和應(yīng)用。注意下面，我們使用后綴'_d'和'_u'的規(guī)定分辨率測試卡的識別失真和未失真圖像/坐標(biāo)相關(guān)的變量，并使用大寫變量（如RHO）來識別測試和輸出圖像（將在下面隱含使用的屬性）。
（1）將分辨率測試卡SFRPlus圖像加載到軟件中，并對其進(jìn)行分析，以確定逆變換算系數(shù)（顯示在Rescharts交互模塊中）。（或者，將圖像加載到Dot Pattern模塊中并從中檢索LGD系數(shù)，并將其轉(zhuǎn)換為逆變換系數(shù)，然后跟隨其余步驟）。將它們加載到MATLAB中。

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（2）相對于分辨率測試卡圖像的中心，定義該觀察（失真）圖像的每個像素位置的空間坐標(biāo)。例如，由于該測試圖像是4288×2872像素，所以左上像素坐標(biāo)為（-2143.5，-1435.5）。
（3）將這些坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為極坐標(biāo)，因此我們只能操縱徑向分量（這里稱為RHO）。我們還對徑向坐標(biāo)進(jìn)行歸一化，然后縮放，使得未失真圖像的中心到角距離最終將歸一化為1。
（4）注意：作為一個微妙的點(diǎn)，THETA和RHO_d對變量實(shí)際上定義了空間坐標(biāo)兩種方式：顯性和隱性。它們的值定義顯式坐標(biāo)，即（THETA（1,1），RHO（1,1））定義分辨率測試卡圖像的左上角像素的角和徑向坐標(biāo)。它們也通過二維陣列隱含地定義一組坐標(biāo)，這組坐標(biāo)具有自然的順序和結(jié)構(gòu)。即使我們更改這兩個數(shù)組的（1,1）條目的值，它們?nèi)匀皇敲總€數(shù)組的左上角條目。該點(diǎn)的顯式坐標(biāo)已經(jīng)改變，但隱含的坐標(biāo)保持不變。
我們現(xiàn)在將測量的失真應(yīng)用于徑向坐標(biāo)，使得顯式徑向距離與觀察圖像中該點(diǎn)的徑向距離相匹配。如上所述，觀察到的圖像中的失真位置現(xiàn)在通過陣列中的隱含位置與圖像陣列中的未失真位置相關(guān)聯(lián)。我們使用隱式數(shù)組元素位置作為未失真圖像的真實(shí)坐標(biāo)，并將顯式數(shù)組值作為映射到失真圖像中的點(diǎn)以從中抽出樣本。
注意，我們實(shí)際上沒有正向變換多項式，有只是軟件返回的逆多項式。這可以通過擬合一個新的（反向）多項式來反轉(zhuǎn)。
（5）我們現(xiàn)在有X_d，Y_d數(shù)組，其隱式坐標(biāo)是未失真圖像的坐標(biāo)，其顯式值表示與它們相關(guān)聯(lián)的觀察圖像中的采樣點(diǎn)。我們可以直接在interp2（）函數(shù)中直接使用這些查詢（抽樣）點(diǎn)。

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