Bokeh(背景虛化),指成像的焦外部分呈現模糊的美學效果,它在視覺上吸引我們關注圖像某一特定的區域(通常是主體部分),如下圖一所示人物主體突出,背景呈現模糊效果。
圖一 雙攝bokeh示例圖
景深基本原理介紹
立體視覺主要研究如何借助(多圖像)成像技術從(多幅)圖像中獲取場景中物體的距離(深度)信息。雙目立體視覺,則是使用兩臺攝像機獲得同一場景的兩幅視點不同的圖像,通過視差信息獲得深度信息。
如下圖所示是雙目橫向模式成像示意圖,兩個鏡頭R和T中心的連線為基線B,空間中的點P在R和T中成像分別對應點p和p’,利用相似三角形原理則可以計算出P點的景深Z:
其中d=,為P點在左右圖像中的視差;f為攝像頭的焦距。
圖二 平行雙目成像中的景深
對于給定基線b和焦距f的雙攝設備,系統的景深范圍受到雙攝成像視差[dmin, dmax]的限制,景深信息被離散化成如圖三所示的平行平面,每個視差值對應一個景深平面,通過左右圖像的視差圖可以映射成景深圖。
圖三 深度圖
景深效果客觀測試方法
展銳的測試主要是結合DXO測試進行的,我們在實驗室利用DXO的測試場景,從得出的結果來計算散景問題。另一方面我們從自己搭建的實驗室對景深做光圈、分離等驗證測試,如下圖四是實驗室場景一角,如圖五為拍攝規范:
圖四 實驗室場景
圖五 拍攝規范
1
主題/背景分割
主題和背景之間的精確分割是獲得類似DSLR結果的關鍵。當前 實現遭受深度圖分辨率太低,導致不精確的邊緣和深度估計誤差。后者通常導致背景中的銳利區域和/或對象上的模糊區域,特別是在捕獲移動場景時。
2
等效光圈
在查看計算散景時,等效光圈不再取決于相機的物理特性,而是取決于應用的圖像處理。我們通過比較測試場景的某些區域中的模糊水平與不同孔徑下的全幀DSLR的模糊水平來估計該值。
3
模糊漸變
模糊強度應隨深度而變化。基本肖像可能僅包含兩個與傳感器平面或多或少平行的平面,但大多數場景具有更復雜的三維構圖。因此,平滑模糊漸變對于實現類似DSLR的散景非常重要。
4
噪聲一致性
當更詳細地觀察計算散景圖像時,我們可以觀察到模擬的有趣副作用 - 即,計算模糊的區域完全沒有顆粒。這并不奇怪,因為模糊是一種眾所周知的去噪技術。然而,它導致散景具有不自然的外觀,因為DSLR在光線甚至撞擊傳感器之前光學地產生模糊。因此,在圖像的對焦區域和離焦區域中,噪聲是相同的。
5
散景人物
“角色”是攝影師在討論散景時的想法。不幸的是,對于完美的散景應該是什么樣的,沒有普遍的共識。也就是說,在這方面,計算散景似乎比光學變體更簡單。目前沒有智能手機可以模擬光學漸暈,這會導致散景形狀在整個畫面中變化,也不會模仿非圓形的光圈,從而形成非圓形的散景形狀。也沒有任何紫色或綠色條紋(由色差引起),“肥皂泡”(由過度校正的球面像差引起)或“甜甜圈”(由反射折射鏡片引起)。一些攝影師依靠這些效果來實現特定外觀,但智能手機制造商似乎認為它們不會吸引普通用戶,因此提供不同的圓形形狀清晰度。
6
重復性
光學散景與曝光無關。然而,計算散景在明亮的條件下往往效果最好。更多的光增加了圖像中的信噪比并且有助于深度圖的計算。但即使在一致的照明下,我們發現許多設備的行為也不穩定。沒有任何明顯的原因,一些圖像在一個圖像上可見,但在另一個圖像上不可見。有時散景模式完全失敗,無需任何模擬背景模糊即可捕獲圖像。
景深效果主觀測試方法
主觀測試主要根據以下場景進行分類,并對其進行等級劃分。在拍攝上也要有一定的針對性,如主體對象、主體形態、環境亮度、背景形態,拍攝距離等。
圖六主觀測試設計要素
紫光展銳在光學圖像測試上的能力
為了滿足產品研發以及客戶量產的需求,2014年起紫光展銳購買了業界先進的測試設備、建設了專業的光學測試實驗室并建立了質量評估模型,通過1000多項客觀測試指標以及多種場景下的主觀評價,對產品質量做出綜合競爭力評估。目前紫光展銳光學測試實驗室每年為大量客戶提供調試和咨詢服務,以保證客戶產品的質量。
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原文標題:展銳科普 | 光學圖像測試之景深效果測試
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