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人生就是搏车载摄像头测试能力先容（一）

2024-11-20
1367 作者： NTEK人生就是搏检测集团
本文要害词:
车载摄像头是装置在车辆上的摄像装置 ，，主要用于收罗车辆周围情形的图像信息 ，，为车辆的行驶和清静提供支持。。古板汽车的车载摄像头只是指倒车影像用的摄像头 ，，但随着近几年汽车的智能化和电动化的功效需要 ，，车载摄像头最先提出种种新功效要求 ，，并且应用领域也越来越广 ，，例如从最最先的行车纪录仪 ，，再到现在的变道辅助、驻车辅助、智能驾驶、舱内监控等等。。

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车载摄像头划分
适用规模
针对功效各异的摄像头 ，，通过装置位置和功效应用的差别目今普遍认可的划分方法：前视 ，，后视 ，，环视 ，，侧视 ，，车内监控四种。。其装置位置和名称可参考下图：

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人生就是搏光学实验室
近年来 ，，自动驾驶手艺的迅速生长 ，，车载摄像头成为自动驾驶感知系统的要害组成部分之一。。用于捕获周围情形的图像或视频数据。。这些数据可以被自动驾驶系统处置惩罚 ，，用来识别和检测蹊径标记、车道线、行人、车辆等物体 ，，为自动驾驶的决议系统提供须要的信息。。由于车载摄像头的主要性 ，，为包管产品的质量 ，，对其可靠性指标和光学性能指标的测试也变得很是主要。。人生就是搏集团引入了全套的车载摄像头和汽车侧后视镜的测试能力 ，，并按标准要求建设了光学实验室 ，，全力为汽车的行驶清静保驾护航。。

光学实验室的安排如下图所示：

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典范测试装备如下：
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车载摄像头光学指标
凭证QCT 1128《汽车用摄像头》 ，，车载摄像头的光学指标有以下的16个：
帧率 Frame Rate
有用像素 Effective Pixels
视场角FOV Field of View
解像力MTF值 Modulation Transfer Function
信噪比SNR Signal Noise Ratio
动态规模Dynamic Range
最高照度 Maximum Illumination
最低照度Minimal Illumination
光轴中心精度 Optical Axis Center Precision
自动增益 Automatic Gain Control
白平衡 White Balance 
启动时间 Startup Time
系统延时 System Delay
色彩还原 Color Rendition
炫光 Flare
鬼像 Ghost


MTF值以及衍生出的SFR值
由于参数较多 ，，以下将分几期 ，，对这些参数举行详细解说：
本期重点先容摄像头最主要的指标之一：MTF值以及衍生出的SFR值。。

在先容怎样解读MTF值或MTF曲线之前 ，，先要弄明确几个小问题：
1. 区分率：又叫解像力 ，，是指镜头清晰地再现被摄景物细节的能力；；；；；；镜头的区分率越高 ，，所拍摄的影像越清晰、细腻。。其单位是“线对╱毫米（lp/mm）”、“线宽/像高（LW/PH）”等。。　　
2. 反差：又称作锐利度 ，，是镜头鲜明地再现被摄景物亮部、中灰、暗部条理、影纹细节、亮度比照的能力。。反差高的镜头 ，，成像轮廓鲜明、边沿锐利 ，，影调清朗犹如刀削斧劈；；；；；；反差低的镜头成像边沿和轮廓较量“肉” ，，反应明暗比照的能力较差。。区分率和反差是摄影镜头的两大主要指标。。
3.径向与切向：在像场内的区分率标板或光栅中的是非线条 ，，应按两个主要偏向安排 ，，这两个偏向是磨练光学成像系统的法定偏向 ，，也就是径向和切向两种。。径向就是平行于镜头成像圈半径偏向上的线条 ，，切向就是平行于镜头成像圈切线偏向上的线条。。
4.空间频率：其单位是“线对╱毫米（ lp /mm）”、“线宽╱像高（ LW /PH）”等 ，，MTF曲线的横坐标就是空间频率 ，，lp /mm是指摄像头在一毫米内能区分出是非条纹对的数目 ，，其余单位的意义类似。。

详细到解像力MTF值?（Modulation Transfer Function ，，简称MTF） ，，是权衡镜头剖析力的一个主要参数。。MTF值界说是原来图像的调制度M和经由镜头后成像的调制度M'之比：即MTF = M’/M
M’值小于M ，，故MTF的值小于1。。MTF值越高 ，，体现镜头的剖析力越强 ，，图像的细节体现越好?MTF值越高 ，，镜头的剖析力越强 ，，能够更好地还原图像的细节。。
Modulation（M）调制度界说为：M= （Imax - Imin）/(Imax+ Imin) ，，其中Imax为最大亮度 ，，Imin为最小亮度。。好比Imax=100 ，，Imin=1 ，，则调制度M=99/101=0.98
MTF值是与空间频率有关的 ，，MTF值随着空间频率的增添而转变的曲线 ，，就是MTF曲线。。一样平常在现实应用中 ，，MTF曲线越靠近理想状态（即从坐标零点到高空间频率的MTF值都坚持在较高水平） ，，说明镜头的成像质量越好。。相反 ，，若是MTF曲线在高空间频率处下降较快 ，，说明镜头的剖析力在高空间频率处较差?。。
若是经由镜头成像之后 ，，影像是跟原物一模一样的是非明晰条纹（包括区分率和锐度） ，，这个镜头就有完善的解像力。。然而 ，，这样完善的镜头是不保存的 ，，一样平常的镜头成像效果是这样的：

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成像有两个损失：（1）锐度降低了 ，，是非界线变得模糊 ，，这在一定水平上是由光波衍射造成的；；；；；；（2）太麋集的是非条纹变得不可区分 ，，这是由于麋集条纹锐度降低导致的效果 ，，以是也跟衍射有关。。锐度或比照度的丧失最终导致镜头的有限区分率。。

完善的镜头 ，，也受光波衍射征象的限制。。太阳下影子的边沿不是完全清晰 ，，总是有一定的模糊。。这是由于光是一种电磁波 ，，电磁波有衍射征象 ，，经由物体的边沿会偏离直线撒播的偏向。。镜头的口径有一定巨细 ，，光线经由镜头光圈的边沿也会爆发衍射 ，，使得是非的界线变得模糊。。是非条纹的频率越高 ，，衍射的影响越大 ，，最终导致条纹成像的不可区分。。

人眼最低能识别的反差是0.05 ，，一样平常选定MTF=0.05时的空间频率值为目视区分率；；；；；；如下紫色曲线的镜头区分率是70lp/mm,红色曲线镜头区分率是100lp/mm；；；；；；

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凭证以上的形貌 ，，若是我们要盘算MTF值 ，，则需要盘算差别的空间频率下的响应值,需要拍许多张图片呢才行 ，，很是的不利便。。为了简化测试 ，，更常用的操作是只拍一张照片 ，，再盘算SFR值 ，，从SFR值再推算出MTF曲线。。QCT 1128标准中的MTF值就是依据这种要领测算出来的。。
SFR(Spatial Frequency Response)空间频率响应：凭证数学理论推导,人们发明只需要一个是非的斜边（刀口）即可换算出约略相即是所有空间频率下的MTF。。MTF常用于光学系统 ，，而SFR常用于成像系统 ，，成像系统包括一个光学系统。。　　
SFR是丈量随着空间频率的线条增添对简单影像所造成的影响 ，，测试效果同时受镜头和感光器件以及处置惩罚程序的影响。。　　
SFR不需要拍摄差别的空间频率下的线对。。它只需要一个是非的斜边（刃边）即可换算出约略相即是所有空间频率。。 
在SFR盘算中最主要的几步：求导+傅里叶变换
（1）SFR是通过这条斜边的图举行超采样的到一条越发细腻的是非变换的直线（ESF）。。
（2）然后通过这条直线求导获得直线的转变率（LSF）。。

（3）然后对将这个转变率举行FFT(DFT)变换就能获得各个频率下的MTF的值。。


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最后再提下MTF50和MTF50P ，，这两个指标是常用的体现成像装备视觉清晰度的参数。。
依上面的剖析 ，，若是成像装备是个纯粹的光学装备 ，，则其MTF的最大值是在横坐标（空间频率）为零的位置 ，，之后随着空间频率的变大 ，，MTF值逐渐变小 ，，MTF50是指MTF曲线上MTF为原点值50%时对应的空间频率值 ，，一定水平上可以体现成像系统获取图像细节的能力。。
但现在在用的成像装备均会在光学成像后 ，，再使用图像处置惩罚软件对图像举行锐化 ，，这就使得MTF的最大值并不泛起在坐标原点处 ，，体现在MTF曲线上 ，，就是会有一个过冲 ，，泛起一个位置不在坐标原点的峰值 ，，MTF50P是指峰值MTF降为50%时对应的空间频率值。。MTF50P的效果值往往比MTF50更具参考性。。  图片实测出的MTF曲线

QCT1128测试项目

测试领域

序号

测试项目

参考标准

外观和结构

1

外观和结构

QC/T 1128-2019,5.1

图像性能剖析

1

帧率

QC/T 1128-2019,5.2.1

2

有用像素

QC/T 1128-2019,5.2.2

3

视场角

QC/T 1128-2019,5.2.3

4

解像力MTF值

QC/T 1128-2019,5.2.4

5

信噪比SNR

QC/T 1128-2019,5.2.5

6

动态规模

QC/T 1128-2019,5.2.6

7

最高照度

QC/T 1128-2019,5.2.7

8

最低照度

QC/T 1128-2019,5.2.8

9

光轴中心精度

QC/T 1128-2019,5.2.9

10

自动增益

QC/T 1128-2019,5.2.10

11

白平衡

QC/T 1128-2019,5.2.11

12

启动时间

QC/T 1128-2019,5.2.12

13

系统延时

QC/T 1128-2019,5.2.13

14

色彩还原

QC/T 1128-2019,5.2.14

15

炫光

QC/T 1128-2019,5.2.15

16

鬼像

QC/T 1128-2019,5.2.16

电气性能

1

直流供电电压

QC/T 1128-2019,5.3.1

2

长时间过电压

QC/T 1128-2019,5.3.2.1

3

短时间过电压

QC/T 1128-2019,5.3.2.2

4

叠加交流电压

QC/T 1128-2019,5.3.3

5

供电电压缓降缓和升

QC/T 1128-2019,5.3.4

6

供电电压缓降和快升

QC/T 1128-2019,5.3.5

7

电压瞬时下降

QC/T 1128-2019,5.3.6.1

8

对电压骤降的复位性能

QC/T 1128-2019,5.3.6.2

9

启动特征

QC/T 1128-2019,5.3.6.3

10

反向电压

QC/T 1128-2019,5.3.7

11

短时中止电压

QC/T 1128-2019,5.3.8

12

开路

QC/T 1128-2019,5.3.9

13

短路�；；；；；；�

QC/T 1128-2019,5.3.10

14

绝缘电阻

QC/T 1128-2019,5.3.11

15

参考接地和供电偏移

QC/T 1128-2019,5.3.12

防尘防水

1

防尘防水性能

QC/T 1128-2019,5.4

机械可靠性

1

振动

QC/T 1128-2019,5.5.1

2

攻击

QC/T 1128-2019,5.5.2

3

自由跌落

QC/T 1128-2019,5.5.3

4

碎石攻击

QC/T 1128-2019,5.5.4

5

镜头耐磨

QC/T 1128-2019,5.5.5

6

线束拉脱力

QC/T 1128-2019,5.5.6

情形可靠性

1

低温存贮

QC/T 1128-2019,5.6.2.1.1

2

低温事情

QC/T 1128-2019,5.6.2.1.2

3

高温存贮

QC/T 1128-2019,5.6.2.2.1

4

高温事情

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