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背景介绍
我们可以使用多种指标来评估深度质量。推荐使用一个兼容所有测试的通用场景，例如一个光滑平整、哑光均匀、平行对齐深度相机的平面，测试过程中将其与相机放置在一个可控并已知的距离。安装在刚性框架或结构上的白色或浅色板是一个合适的目标。深度数据的绝对精度和相对精度（也称为时间噪声或可重复性）是判断深度相机图像质量的主要特征。请参考《技术笔记01-理解绝对精度与相对精度：二者区别是什么？》了解绝对精度和相对精度。本文介绍了NYX系列ToF(Time-of-Flight) 相机深度质量测试。
NYX系列产品
Vzense NYX系列包含NYX650，NYX660两款产品，采用脉冲ToF技术原理，具有信噪比高、抗光性强、动态范围高，防止过周期，可多机共存等特点。其脉冲ToF技术搭配全局快门曝光镜头，更易捕捉快速运动物体轨迹，户外抗光性更强，室外场景适应性更好。相机采用工业级标准设计，可靠性、稳定性高。相机底部双向安装螺孔设计，便于结构集成固定。可选航空插头的防水设计，支持IP67高防护等级。
测试条件
目标物体：80cmx80cm 40%平面反射率的灰色标定板，安装在与运动平台相连的杆上。如下图所示：
测试相机：随机选择3台已完成标定的NYX650相机，标定时，采用80cmx80cm 40%平面反射率的灰色标定板。NYX660的成像性能与NYX650是完全相同，因此NYX650的表现可以代表NYX660。
相机位置：安装在钢制夹具上，镜头表面与标定板表面平行。如下图所示：
相机设置：默认设置，如下图所示，相机预热20分钟。
成像环境：22°C室温，测试期间室内光线为200lux，一侧使用黑色窗帘，尽量减少周围反射。如下图所示：
测试平台：直线导轨运动平台，平台精度：1mm。
运动平台从0.5m移动到4.5m，在0.5m、1m、1.5m、2m、2.5m、3m、3.5m、4m、4.5m处停止。每一步测量图像中心10×10像素ROI（感兴趣区域）上的深度，重复32次取平均数值。
测试方法：使用我们自主开发的工具来实时测量和记录深度指标。对于绝对深度值的评估，我们使用图像集中每个像素的平均深度。对于相对深度值的评估，我们使用图像集中每个像素之间的偏差计算（即标准差）。
绝对精度测试
为了获得尽可能准确的结果，3D ToF 相机在工厂进行了校准和测试，以保证可靠的准确性。NYX 系列相机经过校准，测量范围为 0.3~4.5 米。基于上述测试条件的三组数据不同距离的测量误差如下图所示，基于实际测试的结果可知，测量误差基本保持在毫米级精度，绝对精度＜2%。
不同距离的绝对精度趋势图如下所示，NYX系列相机深度的绝对精度随距离的增加而降低。
相对精度测试
相对精度测量的是特定数量帧上的深度值变动，它也被称为时间噪声或可重复性。相对精度测量的目的是了解深度相机的每像素Z轴精度在同一曝光时间的相关性。它是按像素测量的，然后取ROI的平均值或中值，作为深度值标准差的相对精度数据。基于实际测试的结果，测量误差基本保持在毫米级精度，相对精度度＜1%。
相对精度与测试距离的关系
曝光时间5ms的深度质量测试数据趋势图如下所示，NYX系列相机深度的精确度值随距离的增加而增大。
相对精度与曝光时间的关系
为了帮助用户了解影响精确度的因素，在每个距离，我们测试了2ms、3ms、4ms和5ms不同曝光时间设置的精度。下面的数据表明，相机设置的曝光时间越长，只要图像不过曝，相机就可以获得越高的精确度：
测试结果
下面的表格展示了基于上述测试条件对3台NYX650相机的三组深度质量测试结果：
相机A测试结果如下表：
| 测试序列 | 真实值(mm) | 测量值(mm) | 绝对精度测量误差(mm) | 绝对精度(%) | 相对精度测量误差(mm) | 相对精度(%) |
| 1 | 500 | 494 | -6 | -1.20% | 2.4 | 0.48% |
| 2 | 1000 | 992 | -8 | -0.80% | 2.8 | 0.28% |
| 3 | 1500 | 1492 | -8 | -0.53% | 3.7 | 0.24% |
| 4 | 2000 | 1991 | -9 | -0.45% | 5.8 | 0.29% |
| 5 | 2500 | 2490 | -10 | -0.40% | 6.4 | 0.256% |
| 6 | 3000 | 2996 | -4 | -0.13% | 11.5 | 0.38% |
| 7 | 3500 | 3510 | 10 | 0.29% | 18.7 | 0.534% |
| 8 | 4000 | 4011 | 11 | 0.28% | 22.4 | 0.56% |
| 9 | 4500 | 4515 | 15 | 0.33% | 28.1 | 0..62% |
相机B测试结果如下表：
| 测试序列 | 真实值(mm) | 测量值(mm) | 绝对精度测量误差(mm) | 绝对精度(%) | 相对精度测量误差(mm) | 相对精度(%) |
| 1 | 500 | 507 | 7 | 1.40% | 2.8 | 0.56% |
| 2 | 1000 | 1005 | 5 | 0.50% | 3.6 | 0.36% |
| 3 | 1500 | 1498 | -2 | -0.13% | 4.8 | 0.32% |
| 4 | 2000 | 1996 | -4 | -0.20% | 6.0 | 0.3% |
| 5 | 2500 | 2509 | 9 | 0.36% | 7.8 | 0.312% |
| 6 | 3000 | 3011 | 11 | 0.37% | 13.5 | 0.45% |
| 7 | 3500 | 3505 | 5 | 0.14% | 16.3 | 0.465% |
| 8 | 4000 | 4010 | 10 | 0.25% | 20.3 | 0.507% |
| 9 | 4500 | 4511 | 11 | 0.24% | 24.9 | 0.553% |
相机C测试结果如下表：
| 测试序列 | 真实值(mm) | 测量值(mm) | 绝对精度测量误差(mm) | 绝对精度(%) | 相对精度测量误差(mm) | 相对精度(%) |
| 1 | 500 | 497 | -3 | -0.60% | 2.6 | 0.52% |
| 2 | 1000 | 993 | -7 | -0.70% | 3.5 | 0.35% |
| 3 | 1500 | 1508 | 8 | 0.53% | 5.4 | 0.36% |
| 4 | 2000 | 2010 | 10 | 0.50% | 7.2 | 0.36% |
| 5 | 2500 | 2508 | 8 | 0.32% | 9.6 | 0.38% |
| 6 | 3000 | 2993 | -7 | -0.23% | 15.3 | 0.51% |
| 7 | 3500 | 3495 | -5 | -0.14% | 19.7 | 0.56% |
| 8 | 4000 | 3992 | -8 | -0.20% | 25.2 | 0.63% |
| 9 | 4500 | 4507 | 7 | 0.16% | 29.2 | 0.64% |
