一、 标准概述
QC/T 1128-2019是由全国汽车标准化技术委员会(SAC/TC 114)提出和规划的,适用于基于可见光成像技术的汽车摄像头产品的行业标准。该标准对摄像头的光学性能、成像质量及可靠性等关键参数进行了全面规范,旨在指导和提升汽车行业摄像头的品质与功能。
二、 核心图像质量参数与测试方法详解
标准详细规定了车载摄像头的多项图像质量参数及其测试方法,主要涵盖以下方面:
1. 帧率
- 定义:单位时间内产生完整图像的画面数,单位为帧/秒。
- 测试要求:设备在B1工作模式(正常电气连接,所有功能运行,外接显示设备)下,使用视频分析设备测试输出信号。
- 推荐方案 :使用曝光时间帧率测试仪。该设备可通过改变LED闪烁速率测试不同帧率相机,并检测丢帧、卡顿现象。支持可见光及850nm/940nm红外通道,配套软件可自动分析单帧和视频文件。
2. 有效像素
- 定义:电子影像传感器中能进行有效光电转换并输出影像信号的像素。
- 测试要求:在B1工作模式下,使用视频分析设备对输出视频信号进行测试。
3. 视场角
- 定义:以镜头中心为顶点,被测目标物像可通过镜头的最大范围两条边缘构成的夹角。
- 测试条件:D65光源,照度800Lux ± 80Lux,图像表面光照均匀性>90%。
- 测试步骤:将被测设备固定于分度盘中心,镜头距测试卡500mm。水平旋转分度盘,分别读取测试卡竖标线出现在显示器最左和最右时的转角值,其差值即为水平视场角;将设备旋转90°可测垂直视场角。
- 推荐方案 :
- 光源:LE007反射面光源。
- 系统:超广角相机FOV测试系统。可绕X、Y、Z轴0°~360°旋转,精度0.1°,也可用于单点杂散光和鬼影分析。
4. MTF(调制传递函数)值
- 定义:空间频率响应函数,表征设备对景物细节的分辨能力。
- 测试条件:同视场角测试条件,需使用符合ISO 12233的斜边测试卡和棋盘格测试卡。
- 测试步骤:根据水平视场角是否≥140°,调整设备与测试卡距离及夹角,使用图像处理软件分析中心视场和70%视场(四个边角)的MTF10与MTF50值。
- 推荐方案 :
- 光源:LE007反射面光源。
- 测试卡:棋盘格测试卡 和E-SFR测试卡。
5. 信噪比
- 定义:视频信号大小与噪声信号大小的比例,以dB为单位。
- 测试条件:D50光源,背光亮度均匀性≥90%,亮度幅度变化≤2%,需使用满足GB/T 19894要求的OECF测试图卡。
- 测试步骤:选取各阶灰度块中心区域(像素数依视场角而定),依据ISO 15739附录B使用图像处理软件分析,取所有色块SNR总平均值作为评测值。
- 推荐方案 :
- 光源:LE007反射面光源。
- 测试卡:12阶灰阶卡(ISO 14524)。
6. 动态范围
- 定义:设备能够记录的从最黑到最白之间的最大影调范围,反映了记录影像灰阶等级的能力。
- 测试条件:同信噪比测试条件。
- 测试步骤:选取各阶灰度块中心区域,通过公式DR=20×(DSNR=1 - DSNR=Max)计算动态范围值。
- 推荐方案 :
- 光源:LE005透射光源。
- 测试卡:36阶动态范围测试卡(基于ISO15739)。
7. 最高亮度
- 测试条件:D65光源,照度≥100,000 lux。
- 测试要求:设备在B1工作模式下进行测试。
8. 最低照度
- 测试条件:暗室环境,D65光源,照度(2±0.2)Lux,设备处于B1工作模式。
- 测试步骤:与MTF值测试步骤类似,在低照度环境下分析中心视场和70%视场的MTF10与MTF50值。
- 推荐方案 :
- 设备:低照超广角测试系统。可提供低至0.01Lux的照度环境,集成多色温色彩分析、照度实时反馈等功能。
- 测试卡:棋盘格测试卡 和斜边(E-SFR)测试卡。
9. 光轴中心精度
- 定义:摄像设备实际成像中心与光学成像理论中心的偏差。
- 测试条件:设备光轴与测试卡十字标垂直,测试卡位于景深范围内且光轴通过其中心。
- 测试步骤:通过视频分析设备测量测试卡中心在图像中的成像位置与画面物理中心的偏移量,计算光轴偏移角度。
- 推荐方案 :定制测试卡 、高精度三维云台 及激光辅助定位器。用于精确测量镜头光轴与传感器中心的偏差。
10. 自动增益控制
- 定义:放大电路的增益自动随信号强度调整的控制方法。
- 测试条件:D65光源,照度在(800±80)lux与(2±0.2)lux间快速切换。
- 测试步骤:记录光源照度快速切换后,视频信号从变化到稳定的时间,取两次切换的平均值作为测试数据。
11. 白平衡
- 定义:摄像机在不同光源下再现色彩与人眼观察相符的能力。
- 测试条件:2800K、4000K、6500K光源,照度800±80lux,使用自动白平衡,避免杂散光。
- 测试步骤:使用符合标准的24色彩色测试卡,选取每个色块特定像素区域,使用图像处理软件进行分析。
- 推荐方案 :
- 光源:LE007反射面光源。
- 测试卡:X-Rite ColorChecker 24色经典测试卡。
12. 启动时间
- 测试条件:D65光源,照度800lux±80lux。
- 测试步骤:设备从A2模式(未通电,仅连接)切换至B1模式的同时,用视频分析设备记录供电电压和视频输出信号,直至视频信号稳态,提取启动时间。
13. 系统延时
- 测试条件:暗室,≤2lux照度,D65白色LED光源,设备处于B1模式。
- 测试步骤:使用参考传感器(如Si PIN光电二极管)和示波器,同时记录光源开启瞬间的传感器信号与被测设备视频信号,两者的时间差即为系统延时。
14. 色彩还原
- 定义:成像设备真实重现被摄物体颜色的能力。
- 测试条件:分别在D65、TL84、A光源下,于(800±80)lux、(200±20)lux、(25±2.5)lux照度进行测试,使用自动白平衡。
- 测试步骤:使用X-Rite 8色测试卡,分析各色块色度坐标,通过公式计算各色块与白色块的色度角及欧几里得距离进行评价。
- 推荐方案 :
- 光源:LE007反射面光源。
- 测试卡:X-Rite 8色测试卡。
- 分析软件:Imatest Master。
15. 眩光
- 定义:因不适宜亮度分布或极端亮度对比,引起视觉不舒适和降低物体可见度的视觉条件。
- 测试条件:暗室,全黑测试图卡亮度<2cd/m²,使用(5-10)Mcd/m²的点光源。
- 测试步骤:调整光源入射角使图像中光斑面积最大,计算信号强度大于最大强度50%的区域面积与整个图像面积的比值。
16. 鬼像
- 定义:高亮度目标源在镜头内部多次反射,在图像上形成的附加像。
- 测试条件:暗室,使用1W、6000K点光源,照度220lux±10lux。
- 测试步骤:将设备固定于转台,正对光源。分别在水平顺时针和逆时针方向,以10%水平视场为间隔旋转设备并保存图像,直至光源超出视场40%区域。统计分析各图像中鬼像的面积占比和亮度比值。
- 推荐方案 :CS-FGTS杂光鬼影测试系统。可自动精确控制被测相机相对于点光源的拍摄角度,模拟不同方位产生的杂光鬼影现象。系统包含高亮度点光源、距离调整导轨、多轴运动校准组件及控制软件。