專利名稱：基于emva1288標準的相機性能測試平臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種相機性能測試技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于EMVA1288標準的相機性能測試平臺。
背景技術(shù)：
EMVA1288是歐洲機器視覺協(xié)會(EMVA)公布的1288號標準產(chǎn)品目錄表，是針對機器視覺應(yīng)用的圖像傳感器及相機特點及性能數(shù)據(jù)進行標定的一套標準。在EMVA1288出現(xiàn)以前，圖像傳感器及相機性能測試一直沒有統(tǒng)一的標準。大的生產(chǎn)商如果KODAK、DALSA、SONY各有自己的一套評估測試標準，有的指標定義相同，同時也有很多指標定義不同，因此很難對不同廠商的圖像傳感器及相機進行橫向的性能對比。為了能對不同的廠商的圖像傳感器及相機在不同的階段進行橫向的性能對比，有必要開發(fā)一套標準的測試設(shè)備與流程，并形成規(guī)范統(tǒng)一的測試報告，其指標定義與測試方法也需要規(guī)范統(tǒng)一，為此EMVA公布了 EMVA1288標準。EMVA1288的優(yōu)勢是它是在嚴格的物理模擬與數(shù)學模型基礎(chǔ)上建立起來的一整套圖像傳感器與數(shù)字相機評測標準，其對測試設(shè)備、測試方法、 指標定義以及測試報告的輸出都做了詳細明確的規(guī)定，并且獲得了越來越多重要的圖像傳感器與相機廠商的認可與支持，是目前唯一的一項機器視覺類傳感器與相機的公認測試標準。該標準的特點是建立了 CCD面陣相機的數(shù)學模型，并以數(shù)學模型為指導建立測試方法， 因此測試比較嚴謹。隨著EMVA1288的出臺，許多國際知名相機廠商都開始逐步推行這套公認的具有統(tǒng)一標準的測試方法。2009年美國SARN0FF公司已按EMVA1288標準研發(fā)了一套相機性能測試系統(tǒng)作為產(chǎn)品來公開銷售，成為國際上第一家出售滿足EMVA1288測試系統(tǒng)的產(chǎn)品的產(chǎn)商，其可以測試EMVA1288標準規(guī)定的全部參數(shù)。測試系統(tǒng)主要由六個積分球、暗室、計算機及軟件系統(tǒng)組成，六個積分球作為光源設(shè)置在暗箱內(nèi)，采用重疊各積分球的方法來調(diào)節(jié)光源的亮度，再通過相機拍攝來進行相機性能測試。該測試系統(tǒng)由于在暗室內(nèi)設(shè)置了多個積分球造成暗箱體積偏大，且暗箱內(nèi)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，整個相機性能測試成本也偏高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對基于EMVA1288標準的相機性能測試平臺稀少，而現(xiàn)有的測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題，提供一種新型的基于EMVA1288標準的相機性能測試平臺，該測試平臺能夠測試EMVA1288標準規(guī)定的全部參數(shù)，還具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉的優(yōu)點。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種基于EMVA1288標準的相機性能測試平臺，用于對被測相機進行性能測試，其特征在于，包括積分球、暗箱、設(shè)置于暗箱中的光功率計、計算機控制系統(tǒng)和支架，所述暗箱上設(shè)置有入光孔，所述入光孔與積分球的出光孔相匹配，所述暗箱內(nèi)沿積分球的出光孔的光軸方向依次設(shè)置有雙盤濾波部件和被測相機，所述雙盤濾波部件包括沿光軸方向設(shè)置的濾光片和衰減片，所述光功率計位于雙盤濾波部件和被測相機之間并避開光軸設(shè)置，所述濾光片、衰減片、光功率計和被測相機均設(shè)置在支架上并均與計算機控制系統(tǒng)相連，所述計算機控制系統(tǒng)將光強度和亮度的衰減值及實時監(jiān)測的光功率數(shù)據(jù)計算處理得到EMVA1288 標準規(guī)定的被測相機性能的參數(shù)。所述濾光片包括第一圓盤以及在第一圓盤上繞圓心沿周向依次分布的兩片或兩片以上的不同波長的單色濾光片，所述衰減片包括第二圓盤以及在第二圓盤上繞圓心沿周向依次分布的兩片或兩片以上的不同光強衰減程度的中性衰減片，所述濾光片和衰減片在計算機控制系統(tǒng)的控制下繞各自圓心旋轉(zhuǎn)，所述單色濾光片和中性衰減片的直徑均大于積分球的出光孔直徑以通過所述出光孔的光源。所述暗箱內(nèi)沿積分球的出光孔的光軸方向依次設(shè)置濾光片和衰減片，或所述暗箱內(nèi)沿積分球的出光孔的光軸方向依次設(shè)置衰減片和濾光片。所述支架包括第一支撐輪、第二支撐輪、光功率支架和相機支架，所述濾光片的第一圓盤的中心設(shè)置于第一支撐輪，所述衰減片的第二圓盤的中心設(shè)置于第二支撐輪，所述光功率計設(shè)置在光功率計支架上，被測相機設(shè)置在相機支架上，所述第一支撐輪、第二支撐輪、光功率計支架和相機支架均高度可調(diào)并均設(shè)置在水平導軌上，所述積分球設(shè)置于高度可調(diào)的積分球支撐桿上。所述第一支撐輪和第二支撐輪為雙盤支撐輪的兩部分，所述雙盤支撐輪高度可調(diào)并設(shè)置在水平導軌上。還包括觸點式溫度計，所述觸點式溫度計的一端伸入暗箱的內(nèi)部，觸點式溫度計與計算機控制系統(tǒng)相連。所述濾波片中的單色濾波片為八片并在第一圓盤上繞圓心沿周向均勻分布；和/ 或所述衰減片中的中性衰減片為八片并在第二圓盤上繞圓心沿周向均勻分布。所述積分球的出光孔發(fā)出色溫是3200K的均勻光源。所述計算機控制系統(tǒng)包括依次相連的控制箱、計算機和示波器，所述濾光片、衰減片、光功率計和被測相機均與控制箱相連。本發(fā)明的技術(shù)效果如下本發(fā)明涉及的相機性能測試平臺，符合EMVA1288標準，可用于對被測相機(面陣、 線陣CCD相機均可)進行性能測試，包括積分球、暗箱、計算機控制系統(tǒng)和支架，暗箱上設(shè)置有入光孔，所述入光孔與積分球的出光孔相匹配，積分球出光孔發(fā)出的均勻光源經(jīng)過暗箱的入光孔進入暗箱，經(jīng)過雙盤濾波部件分別進行光源強度以及亮度的衰減，并在被測相機前面經(jīng)光功率計進行光功率的實時監(jiān)測，將各衰減值及監(jiān)測的光功率數(shù)據(jù)傳輸至計算機控制系統(tǒng)進行計算處理最終得出EMVA1288標準規(guī)定的被測相機性能的參數(shù)。本發(fā)明創(chuàng)建了一種基于EMVA1288標準的相機性能測試平臺，采用一個積分球與一個雙盤濾波部件即可完成光源強度以及亮度的調(diào)節(jié)，避免了現(xiàn)有的測試平臺將多個積分球作為光源設(shè)置在暗箱內(nèi)，采用重疊各積分球的方法來調(diào)節(jié)光源的亮度造成的暗箱體積偏大且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，測試成本高的問題，具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉的優(yōu)點。濾光片包括第一圓盤以及在第一圓盤上繞圓心依次分布的兩片或兩片以上的不同波長的單色濾光片，衰減片包括第二圓盤以及在第二圓盤上繞圓心依次分布的兩片或兩片以上的不同光強衰減程度的中性衰減片，設(shè)置濾光片和衰減片的獨特結(jié)構(gòu)，使得濾波片和衰減片在計算機控制系統(tǒng)的控制下繞各自圓心旋轉(zhuǎn)，積分球出光孔發(fā)出的光源，能夠全部通過某一特定波長的單色濾光片以及某一光強衰減程度的中性衰減片，經(jīng)各單色濾光片和各中性衰減片的自由組合，取得光源在不同強度和不同亮度等級的衰減變化效果，直接控制濾波片和衰減片旋轉(zhuǎn)，無需單獨更換濾光片和衰減片，使用十分方便。


圖1為本發(fā)明基于EMVA1288標準的相機性能測試平臺的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1所示的相機性能測試平臺的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖1所示的相機性能測試平臺的前視結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為濾光片優(yōu)選結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為衰減片優(yōu)選結(jié)構(gòu)示意圖。圖中各標號列示如下1-積分球；2-出光孔；3-濾光片；4-衰減片；5-光功率計；6_C⑶面陣相機；7_相機支架；8-光功率計支架；9-雙盤支撐輪；10-積分球支撐桿；11-暗箱；12-第一圓盤； 13-單色濾光片；14-第二圓盤；15-中性衰減片。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行說明。本發(fā)明公開了一種基于EMVA1288標準的相機性能測試平臺，用于對被測相機 (CCD面陣相機6)進行性能測試，圖1、圖2和圖3分別為該測試平臺的立體、俯視和前視結(jié)構(gòu)示意圖。該測試平臺符合EMVA1288標準，該測試平臺包括積分球1、暗箱11和計算機控制系統(tǒng)(圖1未畫出)，積分球1包括出光孔2，暗箱11上設(shè)置有入光孔，入光孔與出光孔 2相匹配，本實施例積分球1設(shè)置于暗箱11的外部，也可以將積分球1設(shè)置于暗箱11的內(nèi)部，暗箱11內(nèi)沿積分球1的出光孔2的光軸方向依次設(shè)置有濾光片3、衰減片4和被測的 CCD面陣相機6，光功率計5位于衰減片4和CCD面陣相機6之間且其高度低于光軸(該設(shè)置方式是為了避開光軸，從而不影響CCD面陣相機6的成像)。積分球1設(shè)置于高度可調(diào)的積分球支撐桿10上，濾光片3和衰減片4均設(shè)置于雙盤支撐輪9上，所述雙盤支撐輪9的下端為高度可調(diào)的支撐，上端左右對稱設(shè)置有軸承，分別用于安裝濾波片3和衰減片4，即通過軸承分別連接濾光片3的第一圓盤12的中心和衰減片4的第二圓盤14的中心，光功率計5設(shè)置在光功率計支架8上，被測的CXD面陣相機6設(shè)置于相機支架7上，雙盤支撐輪 9、光功率計支架8和相機支架7均高度可調(diào)，并設(shè)置在水平導軌上以進行與積分球1發(fā)出的均勻光源距離的遠近調(diào)節(jié)。濾光片3和衰減片4屬于雙盤濾波部件，濾光片3的優(yōu)選結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示， 包括第一圓盤12以及在第一圓盤12上繞圓心沿周向均勻分布的八片不同波長的單色濾光片13，標示A-H所示，如包括400、450、500、550、600、650、700及750nm等八個波長點，以分別得到紫光、藍光、綠光等單色面光源。衰減片4的優(yōu)選結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示，包括第二圓盤14以及在第二圓盤14上繞圓心沿周向依次分布的八片的不同光強衰減程度的中性衰減片15，標示a-h所示，如包括透過率是0. 1,0. 2等八個光強衰減程度。通過濾光片3中的單色濾光片13進行不同的光源強度的衰減，通過衰減片4中的中性衰減片15進行不同的光源亮度的衰減，濾光片3和衰減片4在雙盤支撐輪9的位置可互換，即積分球1的出光孔2發(fā)出色溫是3200K的均勻光源進入暗箱11內(nèi)，先通過中性衰減片15進行不同的光源亮度的衰減，再通過單色濾光片13進行不同的光源強度的衰減。濾光片3和衰減片4在控制箱的作用下繞各自圓心旋轉(zhuǎn)(也可以由控制箱直接控制雙盤支撐輪9轉(zhuǎn)動)，單色濾光片 13和中性衰減片15的直徑均大于積分球1的出光孔2直徑以最大程度地通過所述出光孔 2出來的光源。濾光片3和衰減片4可以不同步旋轉(zhuǎn)，將濾光片3和衰減片4旋轉(zhuǎn)不同角度，使得各單色濾光片13和各中性衰減片15進行自由組合，進行積分球面光源不同強度和不同亮度的單色面光源多個亮度等級的衰減，并在CCD面陣相機6前面經(jīng)光功率計5進行光功率的實時監(jiān)測以得到CCD面陣相機6表面入射光強，還可設(shè)置表面接觸點式溫度計，將其一端伸入暗箱11的內(nèi)部以監(jiān)測C⑶面陣相機6的外殼環(huán)境溫度，將各衰減值及監(jiān)測的表面入射光強數(shù)據(jù)由控制箱傳輸至計算機進行計算處理，計算機在Windows系統(tǒng)下通過VC或 VB或匯編語言最終得出EMVA1288標準規(guī)定的被測相機性能的參數(shù)，如信噪比、量子效應(yīng)、 響應(yīng)靈敏度、平均值、均差等等，并將相關(guān)性能參數(shù)顯示到示波器上。在被測相機的基本狀態(tài)固定后，在不同的曝光時間下采集暗場與明場兩個系列的圖像(對同樣條件，至少采集兩幅圖像，以便求方差)，在平臺設(shè)置及圖像采集中注意以下幾點圖像采集使用單色光源，光源波長與QE響應(yīng)度最高點波長不超過50nm ；DN值越大越好；(例如如果有12bit/8bit兩種設(shè)置，取12bit設(shè)置)；平臺增益越低越好；相機偏置越小越好，但要保證除缺陷點外所有象素的暗場噪聲值均大于IDN ；曝光時間的選擇保證可以覆蓋SNR = 1及飽和曝光整個范圍；曝光時間數(shù)據(jù)要保證在最低可探測曝光量及飽和曝光量下有同樣的精度；關(guān)閉相機的自動增益控制等各類自動控制功能。采集系列圖像后，以如下公式來計算μ y Ro2y,emp (使用同樣曝光條件下的兩幅圖像A、B來進行計算)的值
權(quán)利要求
1.一種基于EMVA1288標準的相機性能測試平臺，用于對被測相機進行性能測試，其特征在于，包括積分球、暗箱、設(shè)置于暗箱中的光功率計、計算機控制系統(tǒng)和支架，所述暗箱上設(shè)置有入光孔，所述入光孔與積分球的出光孔相匹配，所述暗箱內(nèi)沿積分球的出光孔的光軸方向依次設(shè)置有雙盤濾波部件和被測相機，所述雙盤濾波部件包括沿光軸方向設(shè)置的濾光片和衰減片，所述光功率計位于雙盤濾波部件和被測相機之間并避開光軸設(shè)置，所述濾光片、衰減片、光功率計和被測相機均設(shè)置在支架上并均與計算機控制系統(tǒng)相連，所述計算機控制系統(tǒng)將光強度和亮度的衰減值及實時監(jiān)測的光功率數(shù)據(jù)計算處理得到EMVA1288標準規(guī)定的被測相機性能的參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相機性能測試平臺，其特征在于，所述濾光片包括第一圓盤以及在第一圓盤上繞圓心沿周向依次分布的兩片或兩片以上的不同波長的單色濾光片，所述衰減片包括第二圓盤以及在第二圓盤上繞圓心沿周向依次分布的兩片或兩片以上的不同光強衰減程度的中性衰減片，所述濾光片和衰減片在計算機控制系統(tǒng)的控制下繞各自圓心旋轉(zhuǎn)，所述單色濾光片和中性衰減片的直徑均大于積分球的出光孔直徑以通過所述出光孔的光源。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的相機性能測試平臺，其特征在于，所述暗箱內(nèi)沿積分球的出光孔的光軸方向依次設(shè)置濾光片和衰減片，或所述暗箱內(nèi)沿積分球的出光孔的光軸方向依次設(shè)置衰減片和濾光片。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的相機性能測試平臺，其特征在于，所述支架包括第一支撐輪、 第二支撐輪、光功率支架和相機支架，所述濾光片的第一圓盤的中心設(shè)置于第一支撐輪，所述衰減片的第二圓盤的中心設(shè)置于第二支撐輪，所述光功率計設(shè)置在光功率計支架上，被測相機設(shè)置在相機支架上，所述第一支撐輪、第二支撐輪、光功率計支架和相機支架均高度可調(diào)并均設(shè)置在水平導軌上，所述積分球設(shè)置于高度可調(diào)的積分球支撐桿上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的相機性能測試平臺，其特征在于，所述第一支撐輪和第二支撐輪為雙盤支撐輪的兩部分，所述雙盤支撐輪高度可調(diào)并設(shè)置在水平導軌上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的相機性能測試平臺，其特征在于，還包括觸點式溫度計，所述觸點式溫度計的一端伸入暗箱的內(nèi)部，觸點式溫度計與計算機控制系統(tǒng)相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的相機性能測試平臺，其特征在于，所述濾波片中的單色濾波片為八片并在第一圓盤上繞圓心沿周向均勻分布；和/或所述衰減片中的中性衰減片為八片并在第二圓盤上繞圓心沿周向均勻分布。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相機性能測試平臺，其特征在于，所述積分球的出光孔發(fā)出色溫是3200K的均勻光源。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相機性能測試平臺，其特征在于，所述計算機控制系統(tǒng)包括依次相連的控制箱、計算機和示波器，所述濾光片、衰減片、光功率計和被測相機均與控制箱相連。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于EMVA1288標準的相機性能測試平臺，用于對被測相機進行性能測試，包括積分球、暗箱、設(shè)置于暗箱中的光功率計、計算機控制系統(tǒng)和支架，暗箱上設(shè)置有入光孔，入光孔與積分球的出光孔相匹配，暗箱內(nèi)沿積分球的出光孔的光軸方向依次設(shè)置有雙盤濾波部件和被測相機，雙盤濾波部件包括濾光片和衰減片，光功率計位于雙盤濾波部件和被測相機之間并避開光軸設(shè)置，濾光片、衰減片、光功率計和被測相機均設(shè)置在支架上并均與計算機控制系統(tǒng)相連，計算機控制系統(tǒng)將光強度和亮度的衰減值及實時監(jiān)測的光功率數(shù)據(jù)計算處理得到EMVA1288標準規(guī)定的被測相機性能的參數(shù)。該測試平臺能夠測試EMVA1288標準規(guī)定的全部參數(shù)，具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉的優(yōu)點。
文檔編號G03B43/00GK102253594SQ20111016798
公開日2011年11月23日 申請日期2011年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月21日
發(fā)明者馮兵, 張勇, 楊藝, 趙嚴, 陳玉蘭 申請人:北京凌云光視數(shù)字圖像技術(shù)有限公司