隨機(jī)尺度不變模式的分析，
包括
用于測(cè)量紋理清晰度的溢出硬幣（死葉）模式
隨機(jī)/死葉，在交互式Rescharts界面下運(yùn)行或作為固定（非交互式，批處理能力）模塊，從隨機(jī)尺度不變（或近似尺度）測(cè)量SFR（空間頻率響應(yīng)）或MTF（調(diào)制傳遞函數(shù)） -invariant）測(cè)試圖表，包括“Dead Leaves”和“Spilled Coins”圖表。它主要用于測(cè)量信號(hào)處理對(duì)圖像紋理的影響。
死葉/溢出的硬幣圖表越來越受關(guān)注，因?yàn)樗鼈兊慕y(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)類似于自然場(chǎng)景; 與其他圖案（特別是傾斜邊緣）相比，它們受邊緣銳化的影響較小，因此提供了與感知觀察更好地相關(guān)的紋理細(xì)節(jié)的估計(jì)。它們是紋理模糊測(cè)量的ISO標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)（來自技術(shù)委員會(huì)ISO TC 42 / WG 18）。
該Imatest的 溢出硬幣圖（2013年1月發(fā)布），擁有超過現(xiàn)有枯葉圖表幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。最重要的是，它幾乎完全是規(guī)模不變的，因此產(chǎn)生更可靠和一致的結(jié)果。尺度不變意味著圖案統(tǒng)計(jì)（尤其是頻譜和對(duì)比度）與放大率無關(guān)，即，不隨照相機(jī)到目標(biāo)距離，裁剪或像素尺寸而變化。這極大地簡(jiǎn)化了設(shè)置和分析 - 這里描述了優(yōu)點(diǎn)。具有1 / f頻譜（1 / f 2功率譜密度（PSD））的隨機(jī)（或幾乎隨機(jī)）模式滿足該要求。
可以從Imatest商店購買溢出的硬幣圖表。
尺度不變的測(cè)試圖表
隨機(jī)/死葉支持兩種類型的尺度不變圖表：死葉或溢出的硬幣圖表，包括堆疊的隨機(jī)大小的圓圈（類似溢出的硬幣遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過死葉），以及純隨機(jī)圖表。
Imatest Spilled Coins（死葉）圖表
Imatest Spilled Coins圖表（Dead Leaves圖表的變體具有幾乎完美的比例不變性）
與其他Dead Leaves圖表相比具有幾個(gè)優(yōu)勢(shì)。
主要特點(diǎn)的的溢出硬幣圖表：
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中心區(qū)域的溢出硬幣（死葉）模式幾乎完全無規(guī)模（與傳統(tǒng)的死葉圖表不同），使其可用于可靠的MTF測(cè)量，與RAW圖像的其他方法（不具有非均勻性）相關(guān)或非線性處理）。
彩色溢出硬幣圖表具有與單色圖表相同的比例不變（1 / f）頻譜，但可能對(duì)降噪信號(hào)處理的響應(yīng)略有不同。
- 最大對(duì)比度范圍為3：1，如CPIQ第3階段草案紋理模糊度量草案規(guī)范所要求的那樣。
- 可以使用彩色版本（右側(cè)顯示中央?yún)^(qū)域）。
- 它更均勻，即比其他死葉圖表更具移位不變性。
- 它包含傾斜的邊緣（2：1和4：1對(duì)比度），便于與溢出的硬幣圖案進(jìn)行比較。
- 噪聲消除：溢出硬幣圖案左側(cè)和右側(cè)的灰色區(qū)域具有與圖案本身相同的平均密度。可以從中心溢出硬幣區(qū)域中的信號(hào)+噪聲PSD中減去從這些區(qū)域計(jì)算的噪聲功率譜密度（PSD），以獲得圖案本身的PSD，去除噪聲。該技術(shù)在Jon McElvain，Scott P. Campbell，Jonathan Miller和Elaine W.的“基于紋理的空間頻率響應(yīng)測(cè)量使用死葉目標(biāo)：擴(kuò)展和應(yīng)用于真實(shí)相機(jī)系統(tǒng)”的等式（6）中描述。 Jin，2010年電子影像展。
- 包括注冊(cè)標(biāo)記和16個(gè)灰度色塊。用于創(chuàng)建灰度色塊的線性級(jí)別為0到255，步長(zhǎng)為17（與即將推出的ISO 12233標(biāo)準(zhǔn)草案中的西門子星圖相同）。黑色輪廓可以輕松對(duì)齊圖表。
| 溢出的硬幣圖表大小 | 溢出的硬幣區(qū)域 | 印刷地區(qū) | 媒體大小總計(jì) |
| 大 | 12×12英寸（305x305毫米） | 22.4×16.8英寸（569x426毫米） | 24×18英寸（610x458毫米） |
| 介質(zhì) | 8×8英寸（203x203毫米） | 14.93×11.2英寸（379×284毫米） | 16×12英寸（458x305毫米） |
| 小 | 6×6英寸（152x152毫米） | 11.2×8.4英寸（284x213毫米） | 12×10英寸（305x254毫米） |
| LVT（電影） | 5.536×5.536英寸（141x141毫米） | 9.25×7.75英寸（159x197毫米） | 10×8英寸（254x203毫米） |
| Dead Leaves圖表旨在捕捉像這樣的問題：來自早期800萬像素相機(jī)手機(jī)的圖像裁剪有鋒利的邊緣（來自強(qiáng)大的軟件銳化;鏡頭不是很好），但有嚴(yán)重的紋理損失（在松樹;從軟件降噪設(shè)計(jì)，旨在減少微小像素的噪音）。點(diǎn)擊此處查看該相機(jī)的溢出硬幣圖像和詳細(xì)分析。這樣的圖像讓我想起了經(jīng)典的捉鬼敢死隊(duì)系列：“ 他讓我感到厭煩。“ |
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隨機(jī)尺度不變圖表
隨機(jī)尺度不變測(cè)試圖，中心隨機(jī)模式
可以從Imatest測(cè)試圖模塊打印的隨機(jī)比例不變圖表具有與溢出硬幣圖表相同的結(jié)構(gòu)。中心的隨機(jī)尺度不變模式占據(jù)了房地產(chǎn)的大部分。
算法：圖表以均勻分布的隨機(jī)模式開始，其值介于0和1之間。然后將傅里葉變換為2D頻域，強(qiáng)制FFT的幅度為1 / f頻譜，然后進(jìn)行傅里葉變換回到空間領(lǐng)域。
左側(cè)的兩個(gè)平滑區(qū)域用于測(cè)量噪聲功率譜密度（PSD），可用于使用McElvain-Campbell-Miller-Jin消除中心隨機(jī)模式的噪聲功率。技術(shù)，如上所述。
圖表之間的差異
盡管兩個(gè)圖表具有相似的頻域特性（1 / f傅立葉變換= 1 / f 2功率譜密度），但它們?cè)诳臻g域中明顯不同。隨機(jī)圖案缺少任何邊緣或尖銳特征，而溢出的硬幣（死葉）圖案具有適度數(shù)量的邊緣，大多數(shù)具有相對(duì)低的對(duì)比度（低于最大對(duì)比度3：1）。
隨機(jī)模式是降噪的極端模式：它最大化它同時(shí)最小化銳化。溢出的硬幣圖案更能代表真實(shí)的圖像：它具有一些邊緣和相當(dāng)大量的精細(xì)紋理。如果成像行業(yè)，尤其是相機(jī)手機(jī)圖像質(zhì)量（CPIQ）組，它已經(jīng)取得了很大的成功。
獲取并拍攝圖表
該溢出的硬幣表可從Imatest的商店。在隨機(jī) 圖表也可以。
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可以使用Imatest測(cè)試圖創(chuàng)建用于打印隨機(jī)比例不變測(cè)試圖的TIFF文件。典型設(shè)置如下所示。
警告：除非您擁有高質(zhì)量的照相打印機(jī)并且
在上面顯示的標(biāo)準(zhǔn)隨機(jī)尺度不變圖表中，尺度不變的隨機(jī)圖案占據(jù)了圖像的中間75％。右側(cè)包含16個(gè)補(bǔ)丁灰度級(jí)步驟圖，密度增量為0.1，低對(duì)比度（2：1）傾斜邊，其平均密度等于隨機(jī)模式的平均密度。傾斜邊緣可以與SFR一起運(yùn)行以進(jìn)行比較。左側(cè)包含兩個(gè)用于測(cè)量噪聲的貼片（用于從隨機(jī)圖案PSD中減去噪聲功率譜密度）。 |
將圖表安裝在平坦的中灰色到黑色板上 - 1/2英寸（12.5mm）泡沫板效果很好; 更薄的板更容易扭曲。我們建議使用噴涂粘合劑（如3M TM Super 77或Photo Mount）或雙面膠帶（如3M TM＃568可定位安裝粘合劑）。根據(jù)要分析的圖表中水平像素的數(shù)量，圖表應(yīng)占據(jù)水平框架的1/3到1/4。其他圖表可以隨之安裝。
取向。圖案應(yīng)水平取向，即橫向取向（略寬于高）。
照片使用中所描述的那種照明的圖表的Imatest實(shí)驗(yàn)室或如何測(cè)試透鏡，注意避免眩光。將圖像保存為多種高質(zhì)量格式中的任何一種，但要注意具有高壓縮（低質(zhì)量）的JPEG，這將顯示質(zhì)量下降，當(dāng)然，除非您正在測(cè)試JPEG降級(jí)。
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由于大多數(shù)相機(jī)和鏡頭的分辨率因圖像而異，因此圖表不應(yīng)占用太多幀。
活動(dòng)圖表高度（溢出硬幣或隨機(jī)圖案）應(yīng)介于約300和2000像素之間，建議高分辨率相機(jī)使用超過600像素。對(duì)于典型的高分辨率相機(jī)，活動(dòng)圖表高度不應(yīng)超過總圖像高度的約1/3至1/2，即隨機(jī)圖案的面積不應(yīng)超過總圖表面積的約1/8。 此建議不適用于VGA等低分辨率系統(tǒng)，這些系統(tǒng)需要至少300像素的活動(dòng)圖表高度（如果可能，則更多）。 |
運(yùn)行程序
在Rescharts中以交互方式運(yùn)行
打開 Imatest，然后單擊Rescharts。該Rescharts窗口中所描述的Rescharts頁面。單擊“ 圖表配置” 下拉列表，然后為要分析的圖表選擇適當(dāng)?shù)脑O(shè)置。
| 死葉（溢出的硬幣）交叉 | Imatest的顏色溢出硬幣圖表，周圍有8個(gè)注冊(cè)標(biāo)記。 |
| 隨機(jī)1 / f：僅模式 | 沒有灰度或灰色斑塊。 |
| 溢出的硬幣/隨機(jī)/ TE265 w / reg。分?jǐn)?shù) | Imatest 溢出的硬幣或隨機(jī)圖表，兩側(cè)有灰度色塊，角落附近有對(duì)齊標(biāo)記（圖像工程TE265死葉圖表）。可以使用自動(dòng)區(qū)域檢測(cè)。 |
| 溢出的硬幣/隨機(jī)為Isolight |
Imatest Spilled Coins或隨機(jī)圖表，具有更緊密定位的注冊(cè)標(biāo)記（以及更少的灰度色塊），可與Isolight一起使用。 |
| TE276 CPIQ版 | 圖像工程TE276圖表的v2，側(cè)面有大的噪聲PSD補(bǔ)丁 |
| TE276 v3 |
圖像工程TE276圖表的v3 |
| DxO死葉 | DxO的原始Dead Leaves圖表設(shè)計(jì) |
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通過單擊下面的彈出菜單中的相應(yīng)條目讀取圖像文件或單擊“ 讀取圖像文件”（如果顯示“ 隨機(jī)... ”），選擇要分析的模式（在本例中為“ 隨機(jī)/死葉”）。當(dāng)Rescharts啟動(dòng)時(shí)，“ 讀取圖像文件”按鈕和彈出菜單（如右圖所示）將突出顯示（黃色背景）。
選擇要閱讀的圖像。如果像素大小與之前的隨機(jī)運(yùn)行相同，系統(tǒng)會(huì)詢問您是否要使用之前的ROI，調(diào)整之前的ROI或重新裁剪。如果文件夾包含無意義的相機(jī)生成的文件名，如IMG_3734.jpg，IMG_3735.jpg等，您可以使用視圖/重命名文件實(shí)用程序將它們更改為包含焦距，光圈等的有意義的名稱，存儲(chǔ)在每個(gè)文件中的EXIF數(shù)據(jù)的優(yōu)點(diǎn)。 |
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作為固定（批處理能力）模塊運(yùn)行
Random / Dead Leaves也可以作為固定模塊運(yùn)行，能夠分析批量文件。單擊 Random （在Imatest主窗口中）或Fixed Modules，Random。選擇一個(gè)文件或一組文件。如果圖像與最近運(yùn)行的圖像大小相同（保存了幾種尺寸），則會(huì)詢問您是否要重復(fù)相同的感興趣區(qū)域。
裁剪
對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)隨機(jī)或溢出硬幣圖像，請(qǐng)?jiān)谧?cè)標(biāo)記外部進(jìn)行初始裁剪。您的初始ROI選擇不必精確，因?yàn)樗梢栽赗OI微調(diào)窗口中進(jìn)行細(xì)化，如下所示。可以最大化ROI微調(diào)窗口以便于精細(xì)選擇。
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從Imatest 4.0開始，Imatest Spilled Coins / TE265 Dead Leaves圖表可以自動(dòng)檢測(cè)區(qū)域。通過在Imatest主窗口中按 ROI選項(xiàng)，必須在運(yùn)行 Random之前選擇自動(dòng)/手動(dòng)區(qū)域檢測(cè)。相關(guān)部分如下所示。
在三個(gè)隨機(jī)下拉菜單選項(xiàng)中，第一個(gè)是傳統(tǒng)的手動(dòng)ROI選擇方法。第二個(gè)用于自動(dòng)檢測(cè)，在自動(dòng)選擇確認(rèn)后顯示微調(diào)窗口（如果需要，可進(jìn)行調(diào)整）。第三種是全自動(dòng)檢測(cè)，無需確認(rèn)。 可替換地，自動(dòng)/手動(dòng)區(qū)域檢測(cè)也可以被選擇（為下一次運(yùn)行）中的設(shè)置窗口中，如所描述的下面。
自動(dòng)ROI選擇右側(cè)有兩個(gè)下拉菜單。第一個(gè)有與自動(dòng)檢測(cè)相關(guān)的三個(gè)選項(xiàng)：
第二個(gè)有兩個(gè)與設(shè)置窗口相關(guān)的設(shè)置，可以在選擇區(qū)域后顯示。 |
如果按是，繼續(xù)（快速模式是沒有選擇），將出現(xiàn)如下圖所示的設(shè)置窗口。按“ 更多設(shè)置”按鈕可以隨時(shí)顯示此窗口。
設(shè)置
標(biāo)題默認(rèn)為文件名。如果需要，您可以輸入系統(tǒng)的描述。
設(shè)置區(qū)域
圖表配置（顯示死葉（溢出的硬幣或TE265））重復(fù)“結(jié)果圖表”窗口中的“區(qū)域選擇”下拉菜單。它指示如何處理主模式周圍的圖形。影響下一次運(yùn)行。（為Random的固定版本添加。）
下次運(yùn)行的區(qū)域選擇（手動(dòng)或自動(dòng)）允許您選擇手動(dòng)或自動(dòng)區(qū)域選擇（帶或不帶ROI確認(rèn)）。在Imatest 4.0中添加。
隨機(jī)/死葉設(shè)置窗口
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原始圖表MTF指數(shù)是獲得正確MTF測(cè)量的關(guān)鍵設(shè)置。對(duì)于Spilled Coins和Scale-Invariant Random chart，將指數(shù)設(shè)置為-1。（這是比例不變性的值。） 對(duì)于TE265死葉圖表，將指數(shù)設(shè)置為-0.85±0.02。這個(gè)數(shù)字是近似值。 如果您有原始圖表文件或填充框架的圖表的高質(zhì)量圖像（在最佳光圈下使用高質(zhì)量鏡頭獲得，請(qǐng)?zhí)貏e注意圖像處于焦點(diǎn) - 因?yàn)槟承┳詣?dòng)對(duì)焦系統(tǒng)無法對(duì)焦好的死葉或隨機(jī)模式），你可以確定指數(shù)。見PSD（下） 詳情。 |
通道為R，G，B或Y（亮度;默認(rèn)值）。
Calc segment是要分析的2D頻域中的段數(shù)。支持8,12和24。8是默認(rèn)值，但1通常就足夠了。源自星圖，其中段在空間域中計(jì)算，這可能更有意義。可能會(huì)在將來放棄。
計(jì)算器。半徑是用于MTF計(jì)算的圓上的半徑數(shù)。在大多數(shù)情況下，64就足夠了。32更快; 128稍微準(zhǔn)確但更慢。
輸入或計(jì)算gamma選擇從圖表修補(bǔ)程序計(jì)算gamma和線性化，或輸入gamma用
