Bokeh(背景虛化),指成像的焦外部分呈現(xiàn)模糊的美學(xué)效果,它在視覺上吸引我們關(guān)注圖像某一特定的區(qū)域(通常是主體部分),如下圖一所示人物主體突出,背景呈現(xiàn)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(shù)從(多幅)圖像中獲取場(chǎng)景中物體的距離(深度)信息。雙目立體視覺,則是使用兩臺(tái)攝像機(jī)獲得同一場(chǎng)景的兩幅視點(diǎn)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(gè)鏡頭R和T中心的連線為基線B,空間中的點(diǎn)P在R和T中成像分別對(duì)應(yīng)點(diǎn)p和p’,利用相似三角形原理則可以計(jì)算出P點(diǎn)的景深Z:
其中d=,為P點(diǎn)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(duì)于給定基線b和焦距f的雙攝設(shè)備,系統(tǒng)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(gè)視差值對(duì)應(yīng)一個(gè)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(cè)試方法
展銳的測(cè)試主要是結(jié)合DXO測(cè)試進(jìn)行的,我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室利用DXO的測(cè)試場(chǎng)景,從得出的結(jié)果來計(jì)算散景問題。另一方面我們從自己搭建的實(shí)驗(yàn)室對(duì)景深做光圈、分離等驗(yàn)證測(cè)試,如下圖四是實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)景一角,如圖五為拍攝規(guī)范:
圖四 實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)景
圖五 拍攝規(guī)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(jié)果的關(guān)鍵。當(dāng)前 實(shí)現(xiàn)遭受深度圖分辨率太低,導(dǎo)致不精確的邊緣和深度估計(jì)誤差。后者通常導(dǎo)致背景中的銳利區(qū)域和/或?qū)ο笊系哪:齾^(qū)域,特別是在捕獲移動(dòng)場(chǎng)景時(shí)。
2
等效光圈
在查看計(jì)算散景時(shí),等效光圈不再取決于相機(jī)的物理特性,而是取決于應(yīng)用的圖像處理。我們通過比較測(cè)試場(chǎng)景的某些區(qū)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(jì)該值。
3
模糊漸變
模糊強(qiáng)度應(yīng)隨深度而變化?;拘は窨赡軆H包含兩個(gè)與傳感器平面或多或少平行的平面,但大多數(shù)場(chǎng)景具有更復(fù)雜的三維構(gòu)圖。因此,平滑模糊漸變對(duì)于實(shí)現(xiàn)類似DSLR的散景非常重要。
4
噪聲一致性
當(dāng)更詳細(xì)地觀察計(jì)算散景圖像時(shí),我們可以觀察到模擬的有趣副作用 - 即,計(jì)算模糊的區(qū)域完全沒有顆粒。這并不奇怪,因?yàn)槟:且环N眾所周知的去噪技術(shù)。然而,它導(dǎo)致散景具有不自然的外觀,因?yàn)镈SLR在光線甚至撞擊傳感器之前光學(xué)地產(chǎn)生模糊。因此,在圖像的對(duì)焦區(qū)域和離焦區(qū)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(shí)的想法。不幸的是,對(duì)于完美的散景應(yīng)該是什么樣的,沒有普遍的共識(shí)。也就是說,在這方面,計(jì)算散景似乎比光學(xué)變體更簡(jiǎn)單。目前沒有智能手機(jī)可以模擬光學(xué)漸暈,這會(huì)導(dǎo)致散景形狀在整個(gè)畫面中變化,也不會(huì)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(shí)現(xiàn)特定外觀,但智能手機(jī)制造商似乎認(rèn)為它們不會(huì)吸引普通用戶,因此提供不同的圓形形狀清晰度。
6
重復(fù)性
光學(xué)散景與曝光無關(guān)。然而,計(jì)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(jì)算。但即使在一致的照明下,我們發(fā)現(xiàn)許多設(shè)備的行為也不穩(wěn)定。沒有任何明顯的原因,一些圖像在一個(gè)圖像上可見,但在另一個(gè)圖像上不可見。有時(shí)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(cè)試方法
主觀測(cè)試主要根據(jù)以下場(chǎng)景進(jìn)行分類,并對(duì)其進(jìn)行等級(jí)劃分。在拍攝上也要有一定的針對(duì)性,如主體對(duì)象、主體形態(tài)、環(huán)境亮度、背景形態(tài),拍攝距離等。
圖六主觀測(cè)試設(shè)計(jì)要素
紫光展銳在光學(xué)圖像測(cè)試上的能力
為了滿足產(chǎn)品研發(fā)以及客戶量產(chǎn)的需求,2014年起紫光展銳購(gòu)買了業(yè)界先進(jìn)的測(cè)試設(shè)備、建設(shè)了專業(yè)的光學(xué)測(cè)試實(shí)驗(yàn)室并建立了質(zhì)量評(píng)估模型,通過1000多項(xiàng)客觀測(cè)試指標(biāo)以及多種場(chǎng)景下的主觀評(píng)價(jià),對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量做出綜合競(jìng)爭(zhēng)力評(píng)估。目前紫光展銳光學(xué)測(cè)試實(shí)驗(yàn)室每年為大量客戶提供調(diào)試和咨詢服務(wù),以保證客戶產(chǎn)品的質(zhì)量。
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原文標(biāo)題:展銳科普 | 光學(xué)圖像測(cè)試之景深效果測(cè)試
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