Depth Quality Metrics#

本主題將探討用於評估深度品質的指標。

術語#

下表列出了本主題中出現的術語和縮寫。

Quality 指標#

評估深度品質涉及將深度數據的各個方面進行量化，並將其與預期的性能標準或真實測量值進行比較。用於定量評估深度品質的一些常見指標包括以下內容：

• 深度精確度是透過計算深度資料的中位數偏差，來評估絕對誤差。
• 空間精確度是透過計算深度資料的均方根誤差來評估空間雜訊。
• 時間精確度用以評估深度值隨時間變化的均勻性。
• Fill 此指標用以評估影像中有效深度像素所佔的百分比。

要準確評估深度數據的品質，必須對其有透徹的理解並進行仔細的評估。建立一個受控且全面的測試環境，對於準確評估深度感測器的功能與局限性，以及判定其是否適合特定應用或情境，至關重要。

為了維持深度品質評估的一致性，建議使用具有高反射率且表面平整、並具備均勻漫反射特性的物體，藉此避免複雜且難以控制的真實世界情境。這指的是將平面參考目標置於距擷取裝置已知距離處，作為評估的重要基準。若無法滿足此條件，平整的牆面或白板亦可作為適當的測試目標。 各項指標均可針對相機視野範圍內任意選定的感測區域（ROI）進行計算。

深度準確度#

深度精度指的是測量所得的深度值與物體與擷取裝置之間真實距離的吻合程度。高精度意味著深度測量值與 GT 高度吻合，從而將距離估算的誤差降至最低。如前所述，建議在距離感測器已知位置處設置一參考平面，以簡化深度數據的 GT 評估；而該平面與感測器之間的距離，可透過雷射測距儀或捲尺等常見測量工具精確測定。

空間精度#

準確度涉及與真實深度的系統性偏差，而空間精確度則與深度測量的一致性有關。空間精確度反映了平面目標上深度資料的雜訊水準。具有高空間精確度的深度資料，在同一場景中針對相同或相似的表面，其深度值的變異性較低。要評估空間精確度，可對已知或受控位置的參考平面進行測量，計算所獲深度值的均方根誤差，並將其與預期的精確度閾值或規格進行比較。

均方根誤差（RMS）可表示為距離或視差單位，但考量到深度與噪聲之間的耦合關係，可透過相機與平面目標之間的距離進行歸一化，並以百分比（%）為單位表示。

時間精度#

時間精確度用以衡量特定感測區域（ROI）內深度值隨時間的變化。深度影像的品質可依據其時間一致性來評估。 高品質的深度影像應具備隨時間推移而平滑且穩定的深度變化。此方法定義為特定幀數（例如 30 幀）內深度值的標準差（STD）。時序雜訊的量化是針對每個像素分別進行，隨後計算每個像素在指定時間範圍內的標準差。

Fill Rate#

高品質的深度圖應能均勻地覆蓋整個視野，且無遺漏區域。填充率（Fill ）用以衡量深度圖中非零像素的比例，代表深度覆蓋率。較高的填充率表示大多數場景點均已成功擷取。