➭汽车影像行业摄像头测试方案

全国汽车标准化技术委员会（SAC/TC 114）提出和规划的一份关于汽车用摄像头测试的相关标准QC/T 1128-2019，适用于基于可见光成像技术的摄像头产品。它的内容包括了摄像头的光学性能、成像质量及可靠性等参数。对汽车行业摄像头的品质和功能起到了规范和指导的作用。小编带大家来解读一下这个标准中图像质量部分的参数、测试方法、以及正印科技提供的对应测试设备解决方案。

在QC/T 1128-2019标准中，车载摄像头的图像质量参数涉及：如清晰度、帧率、信噪比（SNR）、灰阶、动态范围（DR）、视场角、自动增益控制、白平衡、色彩还原、眩光、鬼影等参数的定义以及其图像性能评判和测试方法。

【资料图】

一. 帧率

标准解读：标准的3.3 章节中定义了帧率(Frame Rate) 是指单位时间产生完整图像的画面数，即单位时对视频信号空间行的全部扫描数，单位为帧/秒。并规定了以下要求：

1、待测的设备在B1工作模式（即试验样件正常电气连接，所有功能正常运行，需要外接显示设备），用视频分析设备对输出的视频信号进行测试。2、结果说明：按上述测试方法，产品的帧率应符合表1的规定。

正印推荐的测试方案：推荐使用下图的曝光时间帧率测试仪。通过改变LED闪烁的速率， 可以测试不同帧率的相机，甚至测试它们丢帧、卡顿这些现象。这个设备支持三个通道，一路可见光、两路红外(850nm/940nm)，测试相机种类包括可见光相机、近红外相机。有配套的软件支持自动分析单帧和视频文件。

二. 有效像素

标准解读：标准的3.5章节中定义了有效像素（effective pixel）是指电子影像传感器中，能进行有效光电转换并输出影像信号的像素。并规定了以下要求：

1、待测的设备在B1工作模式（即试验样件正常电气连接，所有功能正常运行，需要外接显示设备），用视频分析设备对输出的视频信号进行测试。2、结果说明：按上述测试方法，产品的有效像素应符合表2的规定。

三. 视场角测试

标准解读：标准的3.10章节中定义了视场角（field viewing angle）是指在光学仪器中，以光学仪器的镜头中心为顶点,被测目标的物像可通过镜头的最大范围的两条边缘构成的夹角为视场角。并规定了以下要求：

1、测试条件光源：D65 (范围：6500K士325K)照度：800Lux ± 80Lux图像表面的光照均匀性应大于90%

2、视场角测试布置图（参考图1）

3、测试步骤a) 将被测设备水平固定在分度盘中心，被测设备镜头面与测试图卡的距离为500mm，镜头中心应与分度盘中心保持一致;b) 转动分度盘使测试卡竖标线出现在监视器显示界面的最左侧，读取转角值∠a，反向调节分度盘使测试卡竖标线出现在监视器显示界面的最右侧，读转角值∠b，则∠b与∠a之差即HFOV;c) 被测设备旋转90°固定在转台中心，同理可测量出VFOV。

4、结果说明：按上述测试方法，产品视场角应符合表3的规定。

正印推荐的测试方案：1、此项目所需光源推荐LE007反射面光源。2、基于标准表述，视场角测试推荐超广角相机FOV测试系统，是由正印科技研发的应用于各类摄像头视场角的精确测试系统。配套不同的测试卡和可调光源，也可进行单点杂散光分析和鬼影分析。本系统可以绕X、Y、Z三个轴进行旋转，范围为0°~360°，精度为0.1°。

四. MTF值测试

标准解读：标准的3.6章节中定义了分辨率（resolution）是指照相摄像设备空间频率的响应函数，表征照相摄像设备对被摄景物细节的分辨能力。并规定了以下要求：

1、测试条件（同视场角）

2、MTF测试布置图（参考图2），符合ISO 12233 要求的斜边测试卡和棋盘格测试卡

3、测试步骤HF0V（水平视场角(Horizontal Field Of View)）<140°产品a) 调整被测设备使视场中测试卡方格的边缘与其对应方向的夹角约5°;b) 通过视频分析设备中图像处理软件分析中心视场和70%场(左上、右上、左下、右下四个边角)的MTF10和MTF50值。

HF0V（水平视场角(Horizontal Field Of View)）≥140°产品a) 调节设备与测试卡之间的距离， 使图卡中方格边缘的长度不得少于10像素;b) 调整被测设备使中心视场测试卡方格的边缘与其对应方向的夹角约5°;c) 调整被测设备使其光轴正交于图卡平面，使用图像处理软件进行分析中心视场MTF10和MTF50值;d) 可通过水平或垂直旋转被测设备，使被测70%场处，测试卡方格边缘的长度不得少于10像素;e) 使用图像处理软件进行分析70%场MTF10和MTF50值。

4、结果说明：按照上述测试方法，产品水平或垂直方向的MTF值应符合表4的规定。

正印推荐的测试方案：1、此项目所需光源推荐LE007反射面光源2、基于标准表述，MTF值测试推荐棋盘格测试卡和E-SFR测试卡

五. 信噪比测试

标准解读：标准的3.7章节中定义了信噪比（signal noise ratio）是指视频信号的大小与噪声信号(无用信号)大小的比例，以dB为单位。并规定了以下要求：

1、测试条件① 光源：D50② 背光亮度均匀性≥90%③ 亮度的幅度变化≤2%④ 光源亮度调节：输出0ECF卡的18%灰色块区域亮度数字化值为110~ 130(推荐值为118)（可参考ISO 15739中5.4.3）

2、测试设备搭建（参考图3），满足GB/T 19894要求的OECF测试图卡

3、测试步骤a) HFOV<140°产品选取各阶灰度块中心不小于64 X 64像素;HFOV≥ 140°产品选取各阶灰度块中心不小于45X 45像素。b)使用图像处理软件， 根据IS0 15739附录B进行分析，获得所有色块SNR的总平均值作为评测值。

4、结果说明：按照上述测试方法，产品的信噪比应符合表5的规定。

正印推荐的测试方案：1、项目所需光源推荐LE007反射面光源2、基于标准表述，信噪比测试推荐12阶灰阶卡

六. 动态范围

标准解读：标准的3.9 章节中定义了动态范围(Dynamic Range) 是指摄像设备能够记录的从最黑到最白之间的最大影调范围。动态范围越大说明拍摄的影像层次越分明。所有超出动态范围之外的曝光值都只能记录为黑或白。它实际上描述了摄像设备记录影像灰阶等级的能力，可用灰阶测试图卡的灰阶级数表达。并规定了以下要求：

1、测试条件① 光源：D50② 背光亮度均匀性≥90%③ 亮度的幅度变化≤2%④ 光源亮度调节：输出0ECF卡的18%灰色块区域亮度数字化值为110~ 130(推荐值为118)（可参考ISO 15739中5.4.3）

2、动态范围测试布置图（参考图4）

3、测试步骤a） 选取各阶灰度块中心不小于32X 32像素b） 计算动态范围值公式：DR=20X (DSNR=1-DSNR=Max)式中:DSNR=1——SNR接近1所对应的色块的光密度值。DSNR=Max——SNR接近最大值所对应的色块的光密度值。结果说明：按上述测试方法，产品动态范围应符合表6的规定

推荐测试方案：1、项目所需光源推荐LE005透射光源2、基于标准表述，动态范围测试推荐36阶动态范围测试卡（基于ISO15739国际标准）

七. 最高亮度

标准解读：标准规定以下要求：

1、测试条件① 光源：D65(范围：6500K士325K)② 照度≥100, 000lux

2、待测的设备在B1工作模式（即试验样件正常电气连接，所有功能正常运行，需要外接显示设备）进行测试

3、结果说明：按上述测试方法，产品的最高亮度应符合表7的规定。

八. 最低照度

标准解读：标准规定以下要求：

1、测试条件① 环境：暗室② 光源：D65 (范围：6500K士325K)③ 照度：（2±0.2）Lux④ 工作模式B1：试验样件正常电气连接，所有功能正常运行，需要外接显示设备

2、最低照度测试布置图（参考图 5），符合ISO 12233 要求的斜边测试卡和棋盘格测试卡

3、测试步骤HF0V（水平视场角(Horizontal Field Of View)）<140°产品a) 调整被测设备使视场中测试卡方格的边缘与其对应方向的夹角约5°;b) 通过视频分析设备中图像处理软件分析中心视场和70%场(左上、右上、左下、右下四个边角)的MTF10和MTF50值。HF0V（水平视场角(Horizontal Field Of View)）≥140°产品a) 调节设备与测试卡之间的距离， 使图卡中方格边缘的长度不得少于10像素;b) 调整被测设备使中心视场测试卡方格的边缘与其对应方向的夹角约5°;c) 调整被测设备使其光轴正交于图卡平面，使用图像处理软件进行分析中心视场MTF10和MTF50值;d) 可通过水平或垂直旋转被测设备，使被测70%场处，测试卡方格边缘的长度不得少于10像素;e) 使用图像处理软件进行分析70%场MTF10和MTF50值。

4、结果说明：按照上述测试方法，产品最低照度应符合表8的规定。

正印推荐的测试方案：1、此项目所需设备推荐低照广角测试光源。此设备集成超低照度和超广角度的一体化相机分辨力测试系统；可以提供0.01Lux甚至更低的低照环境。此系统集正常照度测试，低照测试，超低照测试，多色温色彩分析，照度实时反馈等功能与一身，是汽车影像和全景监控行业摄像头性能测试的必备利器。2、基于标准表述，最低照度推荐棋盘格测试卡和斜边（E-SFR）测试卡

九. 光轴中心精度

标准解读：标准的3.11章节定义了光轴中心精度是指摄像设备的实际成像中心与光学成像理论中心的偏差。并规定了以下要求：

1、测试条件① 被测设备光轴与测试卡十字标垂直② 测试卡应处于被测设备景深范围内，且光轴通过测试卡的中心，画面稳定③ 工作模式B1：即试验样件正常电气连接，所有功能正常进行，需要外接显示设备

2、光轴中心精度测试布置图（参考图6）

3、测试步骤通过视频分析设备，测量测试卡中心在图像中成像位置与被测设备成像画面的物理中心的偏移量，计算光轴偏移角度。结果说明：按上述的测试方法，产品的光轴中心精度应符合表10的规定。

正印推荐的测试方案：此项目所需设备推荐：定制测试卡，及高精度三维云台，激光辅助定位器

其是用于测试摄像头的镜头光轴中心与传感器Sensor中心之间的偏差，广角、鱼眼相机在拼接为360°全景影像时，单个摄像头偏心会直接影响拼接后的画面一致性，目前在汽车影像、多目全景相机的研发与生产阶段已作为行业必测项目。

十. 自动增益

标准解读：标准的3.12章节中定义了自动增益控制（Automatic gain control）是指放大电路的增益自动地随信号强度而调整的自动控制方法。并规定了以下要求：

1、测试条件① 光源：D65 (范围：6500K士325K)② 照度：800lux±80lux、2lux±2lux③ 工作模式 B1：即试验样件正常电气连接，所有功能正常进行，需要外接显示设备

2、测试步骤a) 放置好被测设备，使其输出标准视频信号;b) 在小于 ls时间内，迅速将光源照度（800±80）lux切换为（2±0.2）lux，换完毕后开始计时，通过视频分析设备测量视频信号从变化到稳定的时间;c) 间隔5s后，在小于1s时间内，光源照度迅速切换成（800±80）lux，换完毕后开始计时，通过视频分析设备测量视频信号从变化到稳定的时间;d) 取两次变化到稳定的时间的平均值作为测试数据。

3、结果说明：按上述的测试方法，产品的自动增益控制应符合表11的规定。

十一. 白平衡

标准解读：标准的3.13章节中定义了白平衡（White Balance）是指摄像机对不同光源照明条件下被拍摄物体所得到的影像还原应具有与人眼在相同照明条件下观察被拍摄物体相符合的色彩再现。并规定了以下要求：

1、测试条件① 光源：2800K、4000K、6500K② 照度：800±80lux③ 自动白平衡，避免杂散光拍摄④ 测试卡在成像画面的面积占比约为40%

2、白平衡测试布置图（参考图7），符合标准的24色彩色测试卡

3、测试步骤HFOV<140° ，产品选取每个色块不小于32 X 32像素，使用图像处理软件进行分析;HFOV≥140 ，产品选取每个色块不小于10X 10像素，用图像处理软件进行分析。

4、结果说明：按上述的测试方法，产品的白平衡应符合表12的规定。

推荐方案：此项目所需光源推荐LE007反射面光源基于标准表述，测试图卡推荐X-Rite24色彩色图卡

十二. 启动时间

标准解读：标准规定以下要求：

1、测试条件光源：D65 (范围：6500K士325K)照度：800lux±80lux

2、启动时间测试布置图（参考图8）

3、测试步骤a）调整被测设备正常取景后，切换工作模式A2（即试验样件未通电，与连接器、线束进行连接）b）被测设备的工作模式从A2切换至B1（即试验样件正常电气连接，所有功能正常运行，需要外接显示设备）的同时，用视频分析设备记录被测设备供电电压信号和视频输出信号，直至视频信号达到稳态;c）在视频分析设备上提取启动时间ton 。

4、结果说明：按照上述测试方法，产品启动时间应符合表13的规定。

十三. 系统延时

标准解读：标准规定以下要求：

1、测试条件① 光源：白色LED，D65 (范围：6500K士325K)② 照度：≤2lux③ 工作模式B1：试验样件正常电气连接，所有功能正常运行，需要外接显示设备

2、系统延时测试布置图（参考图9）

注1:参考传感器推荐Si PIN光电二极管，其响应时间不大于5us，对测试结果的影响可以忽略。

注2:双通道示波器的模拟带宽大于100 MHz (采样速率大于0.5 GSamples/sec) 。

3、测试步骤a) 开启参考传感器，示波器记录信号1 (参考传感器)波形;b) 开启光源，提取信号1和信号2 (被测设备)的差异时间作为系统延时（布置图中的tSL)。

4、结果说明：按照上述测试方法，产品系统延时应符合表14的规定。

十四. 色彩还原

标准解读：标准的3.15章节中定义了色彩还原（color redition）是指将描述景物色彩空间坐标的图像数据映射为与输出相关的描述照片色空间坐标的图像数据。并规定以下要求：（注:色彩还原通常由一个或多个针对输入和输出观察条件的差别所进行的补偿来构成，因此要将描绘景物颜色的尺度和色域映射在照片的动态范围和色城上，并使用偏好调整。简单地说即成像设备真实重现被摄物体颜色的能力。）

1、测试条件① 光源：D65光源、TL84光源、A光源② 照度：（800±80）lux、（200±20）lux、（25±2.5）lux③ 自动白平衡

2、色彩还原测试布置图，符合标准的X-Rite 8色测试图卡（参考图10）

3、测试步骤a) 调整被测设备的取景，使图卡边缘与视场边缘重合;b) 通过视频分析设备，分析被测设备拍摄各色块的色度坐标;c) 由公式1计算图像中各色块(i = R, G, B, Ye)与白色块的色度角;

d) 由公式2计算图像中各色块(i = R, G, B, Ye)与白色块的欧几里得距离:

式中:v’it和u’it——色块i (i= R, G, B, Ye)的测量值。V’r和u’r——白色色块的测量值。

4、结果说明：按照上述测试方法，产品色彩还原应符合表15的规定。

推荐方案：此项目所需光源推荐LE007反射面光源基于标准表述，色彩还原测试推荐X-Rite 8色测试卡分析软件：Imatest Master

十五. 眩光

标准解读：标准的3.14章节中定义了眩光（glare）是指视野中由于不适宜亮度分布，或在空间或时间上存在极端的亮度对比，以致引起视觉不舒适和降低物体可见度的视觉条件。并规定以下要求：

1、测试条件① 测试环境：暗室② 亮度：未加光源时，全黑测试图卡的亮度应小于2cd/m2③ 光源：（5-10）Mcd/m2，在视场中占（30-34）acrmin

2、眩光测试布置图（参考图11）

3、测试步骤a） 保证光源在被测设备视场内，调整光源的入射角度，使图像中光斑的面积最大;b） 通过视频分析设备， 计算信号强度大于图像中最大强度50%的区域所占面积，并计算该区域与整个图像面积的比值。

4、结果说明：按照上述测试方法，产品眩光应符合表16的规定。

十六. 鬼像

标准解读：标准的3.16章节定义了鬼像（ghost）是指产品在使用环境中存在高亮度目标源，在镜头内部快速反射，最终在图像上形成的附加像。并规定以下要求：

1、测试条件① 测试环境：暗室② 点光源功率：1W③ 色温：6000K④ 照度：220lux±10lux⑤ 发光角度：（110±10）°（半光强）⑥ 正对光源距离：（400±10）mm

2、鬼像测试布置图（参考图12）

3、测试步骤a) 将镜头正对光源在转动台架上固定并确认图像功能正常;b) 将被测设备在水平方向顺时针旋转，旋转中心为镜头的几何中心，每次旋转后的图像之间相隔10%的水平视场，直到光源超出水平视场40%区域为止，并保存各视场图像;c) 重新安置被测设备正对光源，在水平方向按逆时针方向旋转，图像之间相隔10%的水平视场，直到光源超出水平视场40%区域为止，并保存各视场图像;d) 统计分析和计算各视场图像的鬼像的面积占比和亮度比值。

4、结果说明：按照上述测试方法，产品鬼像应符合表17的规定。

正印推荐的测试方案：基于标准表述，推荐使用下图的CS-FGTS杂光鬼影测试系统。可以自动精确控制被测相对于点光源的不同拍摄角度，从而准确地模拟在显示场景中，点光源在相机的不同方位和角度产生的杂光鬼影现象。

系统主要包括以下组件：· 高亮度点光源（可选LED,氙灯，钨丝灯等不同物理灯源）· 距离调整导轨（手动或自动）· 多轴运动校准组件用于中心对齐校准和旋转角度控制· 控制软件（可集成拍摄软件）

基于上述软硬件结合的测试方案，我们可以给客户定制完善的测试方案。

联系我们：

希望通过以上关于QC/T 1128-2019：汽车用摄像头标准的分享，使您对汽车摄像头的相关参数及测试方法有一个认识；如果您需要更加具体、专业的汽车影像测试方案去验证摄像头，可以跟我们联系：sales@colorspace.com.cn。

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