专利名称：数码影像解析度测试图及其制作方法
技术领域：
本发明是关于一种解析度测试图及其制作方法，尤其是关于一种数码影像解析度测试图及其制作方法。
背景技术：
目前，数码相机已被人们广泛应用，特别是近年来移动电话及PDA(Personal Digital Assistant，个人数字助理)等便携式电子装置也在快速向高性能、多功能化方向发展，数码相机与便携式电子装置的结合已成为发展移动多媒体技术的关键。随着数字技术的不断发展，数码相机以及具内置数码相机的便携式电子装置的体积越来越小，重量越来越轻，同时各厂商也在努力提高其解析度。解析度是数码相机的一个重要参数，严格检测该参数也是重要的技术环节。
现有数码影像解析度的检测方式延续以前终端机的测试标准，采用ISO 12233解析度测试图进行。在标准条件下，用标准方法拍摄此图，观察图像中能分辨出线条最密处的数值，从而得出数码相机的实际解析度。拍摄时，使该测试图恰好填满取景框。若测试图只占画面一小部分，则显然解析度被缩小；同理，若只拍摄测试图中间一小部分，解析度则被夸大。该解析度由影像感测器尺寸、镜头焦距以及物距所决定。该值反映出镜头与影像感测器的光学性能。但是，该测试图无法随不同镜头、不同物距而做更改，若测试多种镜头及影像感测器而使用同一测试图，则需频繁调整物距，十分不便。
针对上述问题，有必要提供一种在检测数码影像解析度过程中，可随不同镜头、不同影像感测器而做更改，无需频繁调整物距的数码影像解析度测试图。
发明内容本发明的目的在于提供一种在检测数码影像解析度过程中，可随不同镜头、不同影像感测器而做更改，无需频繁调整物距的数码影像解析度测试图。
本发明的另一目的在于提供一种数码影像解析度测试图的制作方法，使得在检测数码影像解析度过程中，该数码影像解析度测试图可随不同镜头、不同影像感测器而做更改，无需频繁调整物距。
本发明数码影像解析度测试图，包括多个线段解析图，其中每一线段解析图包括四条线段，其中有两条线段于竖直方向放置，互成一定角度，另两条线段于水平方向放置，互成一定角度。
本发明数码影像解析度测试图的制作方法，其包括以下步骤提供一镜头与一影像感测器，测量该镜头焦距与该影像感测器的有效面积；通过该镜头焦距与预先确定的物距，计算该成像系统的放大率；通过该影像感测器的有效面积与该成像系统的放大率，计算该数码影像解析度测试图外观尺寸；通过该影像感测器的解析度与该成像系统的放大率，计算该线段解析图中线段的相对位置；将多个线段解析图分别置于该数码影像解析度测试图的多个视场中。
相较现有的数码影像解析度测试图，本发明数码影像解析度测试图依据镜头焦距、影像感侧器尺寸以及物距的具体参数制作而成，其中的线段解析图与影像感测器的尺寸无关，所以可以检测同一镜头及不同影像感测器的解析度。本发明可利用测试图的矩形外框测试数码影像的TV畸变(TV distortion)。
图1是本发明数码影像解析度测试图。
图2是本发明数码影像解析度测试图第一实施例的线段解析图。
图3是本发明数码影像解析度测试图第二实施例的线段解析图。
图4是本发明数码影像解析度测试图第三实施例的线段解析图。
图5是本发明数码影像TV畸变测试图。
图6是本发明的数码影像相对照度测试图。
图7是本发明的数码影像解析度、TV畸变及相对照度测试图。
具体实施方式
本发明第一实施例的影像感测器具有35万像素，镜头焦距为4mm，物距为600mm，为检测该成像系统的品质，需制作一解析度测试图。
根据该镜头焦距与影像感测器的尺寸确定本发明数码影像解析度测试图的外框尺寸。依据透镜成像公式1/物距+1/像距＝1/镜头焦距以及 放大率＝像距/物距则影像感测器成像系统的放大率为6.711*10-3。已知该影像感测器的有效面积为3.6mm*2.7mm，对角线长4.5mm，若要使该测试图所成的像恰好充满影像感测器的感测面，则该测试图外框的大小为536.4mm*402.3mm，呈长方形，其对角线长670.5mm。该半对角线长335.25mm即为该镜头所能看到的全视场。其0.9视场、0.7视场与0.5视场分别为0.9*335.25mm＝301.725mm、0.7*335.25mm＝234.675mm及0.5*335.25mm＝167.625mm，分别如图1的三个虚线同心圆1、2与3所示。
请参照图1，本发明数码影像解析度测试图包括多个线段解析图。请参照图2，本发明数码影像解析度测试图的线段解析图包括四条线段A、B、C及D，其中，线段A与B于竖直方向放置，互成一定角度，线段C与D于水平方向放置，互成一定角度。
影像感测器解析度与其宽度扫描线有关，宽度扫描线是指在影像感测器有效面积上其长或宽可扫描多少线。通过上述计算可知，本实施例镜头逆向投影放大率为1/6.711*10-3＝149。若该影像感测器水平方向可扫描640条线，则在线段解析图上其单一扫描线投影宽度为(3.6mm/640)*149＝0.834mm。同理，水平方向可扫描500条线，则在线段解析图上其单一扫描线投影宽度为(3.6mm/500)*149＝1.073mm；水平方向可扫描400条线，则在线段解析图上其单一扫描线投影宽度为(3.6mm/400)*149＝1.341mm；水平方向可扫描300条线，则在线段解析图上其单一扫描线投影宽度为(3.6mm/300)*149＝1.788mm；水平方向可扫描200条线，则在线段解析图上其单一扫描线投影宽度为(3.6mm/200)*149＝2.682mm。
同理，其于竖直方向可扫描480条线，则在线段解析图上其单一扫描线投影宽度为(2.7mm/480)*149＝0.834mm；于竖直方向可扫描400条线，则在线段解析图上其单一扫描线投影宽度为(2.7mm/400)*149＝1.006mm；于竖直方向可扫描300条线，则在线段解析图上其单一扫描线投影宽度为(2.7mm/300)*149＝1.341mm；于竖直方向可扫描200条线，则在线段解析图上其单一扫描线投影宽度为(2.7mm/200)*149＝2.012mm；于竖直方向可扫描100条线，则在线段解析图上其单一扫描线投影宽度为(2.7mm/100)*149＝4.023mm。
请参照图2，线段解析图的线段A上由640、500、400、300及200标示有五个点，每一个点至线段B的水平距离分别为0.834mm、1.073mm、1.341mm、1.788mm及2.682mm。线段D上由480、400、300、200及100标示有五个点，每一个点至线段C的垂直距离分别为0.834mm、1.006mm、1.341mm、2.012mm及4.023mm。
该线段解析图在本发明数码影像解析度测试图上的摆放位置分别在0.9视场对角线上四个位置、0.7视场水平方向两个位置、0.5视场垂直方向两个位置及中心一个位置，共九处。该影像感测器通过镜头拍摄获得该数码影像解析度测试图的数码影像，分析该数码影像可获得镜头的解析度相关信息。可以理解，若只测试影像感测器竖直或水平方向的解析度信息，则该线段解析图可以仅包括相应的两条线段。
本发明第二实施例的影像感测器具有130万像素，镜头焦距为4.815mm，保持物距600mm，为检测该成像系统的品质，制作一解析度测试图，其线段解析图在影像解析度测试图上的摆放位置与第一实施例相同。
根据该镜头焦距与影像感测器的尺寸确定本发明的数码影像解析度测试图的外框尺寸。依据透镜成像公式
1/物距+1/像距＝1/镜头焦距以及 放大率＝像距/物距则影像感测器成像系统的放大率为8.09*10-3，其镜头逆向投影放大率为1/8.09*10-3＝123.611。已知该影像感测器的有效面积为4.147mm*3.078mm，对角线长5.165mm，若要使该测试图所成的像恰好充满影像感测器的感测面，则该测试图外框的大小为512.615mm*380.475mm，呈长方形，其对角线长638.451mm。该半对角线长319.226mm即为该镜头所能看到的全视场。其0.9视场、0.7视场与0.5视场分别为0.9*319.226mm＝287.303mm、0.7*319.226mm＝223.458mm及0.5*319.226mm＝159.613mm。
若该影像感测器水平方向可扫描1300条线，则在线段解析图上其单一扫描线投影宽度为(4.147mm/1300)*123.611＝0.394mm。同理，水平方向可扫描1100条线，则在线段解析图上其单一扫描线投影宽度为(4.147mm/1100)*123.611＝0.466mm；水平方向可扫描900条线，则在线段解析图上其单一扫描线投影宽度为(4.147mm/900)*123.611＝0.570mm；水平方向可扫描700条线，则在线段解析图上其单一扫描线投影宽度为(4.147mm/700)*123.611＝0.732mm；水平方向可扫描500条线，则在线段解析图上其单一扫描线投影宽度为(4.147mm/500)*123.611＝1.025mm。
同理，其于竖直方向可扫描950条线，则在线段解析图上其单一扫描线投影宽度为(3.078mm/950)*123.611＝0.400mm；于竖直方向可扫描800条线，则在线段解析图上其单一扫描线投影宽度为(3.078mm/800)*123.611＝0.476mm；于竖直方向可扫描600条线，则在线段解析图上其单一扫描线投影宽度为(3.078mm/600)*123.611＝0.634mm；于竖直方向可扫描400条线，则在线段解析图上其单一扫描线投影宽度为(3.078mm/400)*123.611＝0.951mm；于竖直方向可扫描200条线，则在线段解析图上其单一扫描线投影宽度为(3.078mm/200)*123.611＝1.902mm。
请参照图3，线段解析图的线段A’上由1300、1100、900、700及500标示有五个点，每一个点至线段B’的水平距离分别为0.394mm、0.466mm、0.570mm、0.732mm及1.025mm。线段D’上由950、800、600、400及200标示有五个点，每一个点至线段C’的垂直距离分别为0.400mm、0.476mm、0.634mm、0.951mm及1.902mm。
本发明第三实施例的影像感测器具有200万像素，镜头焦距为5.575mm，保持物距600mm，为检测该成像系统的品质，制作一解析度测试图，其线段解析图在影像解析度测试图上的摆放位置与第一实施例相同。
根据该镜头焦距与影像感测器的尺寸确定本发明的数码影像解析度测试图的外框尺寸。依据透镜成像公式1/物距+1/像距＝1/镜头焦距以及 放大率＝像距/物距则影像感测器成像系统的放大率为9.379*10-3，其镜头逆向投影放大率为1/9.379*10-3＝106.623。已知该影像感测器的有效面积为5.088mm*3.816mm，对角线长6.36mm，若要使该测试图所成的像恰好充满影像感测器的感测面，则该测试图外框的大小为542.498mm*406.873mm，呈长方形，其对角线长678.122mm。该半对角线长339.061mm即为该镜头所能看到的全视场。其0.9视场、0.7视场与0.5视场分别为0.9*339.061mm＝305.155mm、0.7*339.061mm＝237.343mm及0.5*339.061mm＝169.531mm。
若该影像感测器水平方向可扫描1600条线，则在线段解析图上其单一扫描线投影宽度为(5.088mm/1600)*106.623＝0.339mm。同理，水平方向可扫描1400条线，则在线段解析图上其单一扫描线投影宽度为(5.088mm/1400)*106.623＝0.387mm；水平方向可扫描1200条线，则在线段解析图上其单一扫描线投影宽度为(5.088mm/1200)*106.623＝0.452mm；水平方向可扫描1000条线，则在线段解析图上其单一扫描线投影宽度为(5.088mm/1000)*106.623＝0.542mm；水平方向可扫描800条线，则在线段解析图上其单一扫描线投影宽度为(5.088mm/800)*106.623＝0.678mm。
同理，其于竖直方向可扫描1200条线，则在线段解析图上其单一扫描线投影宽度为(3.816mm/1200)*106.623＝0.339mm；于竖直方向可扫描1000条线，则在线段解析图上其单一扫描线投影宽度为(3.816mm/1000)*106.623＝0.407mm；于竖直方向可扫描800条线，则在线段解析图上其单一扫描线投影宽度为(3.816mm/800)*106.623＝0.509mm；于竖直方向可扫描600条线，则在线段解析图上其单一扫描线投影宽度为(3.816mm/600)*106.623＝0.678mm；于竖直方向可扫描400条线，则在线段解析图上其单一扫描线投影宽度为(3.816mm/400)*106.623＝1.017mm。
请参照图4，线段解析图的线段A”上由1600、1400、1200、1000及800标示有五个点，每一个点至线段B”的水平距离分别为0.339mm、0.387mm、0.452mm、0.542mm及0.678mm。线段D”上由1200、1000、800、600及400标示有五个点，每一个点至线段C”的垂直距离分别为0.339mm、0.407mm、0.509mm、0.678mm及1.017mm。
本发明可通过所拍摄的数码影像观察其矩形外框边缘的畸变程度，从而测试该镜头数码影像的TV畸变(TV distortion)。请参照图5，EF、GH为两长边，EG、FH为两短边，Δ1、Δ2、Δ3及Δ4分别为实际拍摄边EF、FH、GH及EG的线段扭曲量。于是可得到该镜头的上下畸变值为(Δ2+Δ4)/(EF+GH)，该镜头的左右畸变值为(Δ1+Δ3)/(FH+EG)。畸变值一般要求小于等于1％。
请参照图6及图7，通过于该解析度测试图0.8视场圆4的对角线上四个位置及中央放置五个方块M、N、P、Q及O，可测其相对照度。先分别测出M、N、P及Q点的最小照度，再测出O点照度，则相对照度＝最小照度(M或N或P或Q)/O照度相对照度一般要求大于等于50％。
权利要求
1.一种数码影像解析度测试图，其特征在于该测试图包括多个线段解析图，该多个线段解析图位于该测试图的多个视场中，其中每一线段解析图包括两条线段，于竖直方向放置，互成一定角度。
2.根据权利要求1所述的数码影像解析度测试图，其特征在于所述线段解析图分别位于该数码影像解析度测试图的0.9视场对角线处、0.7视场水平方向处、0.5视场竖直方向处及中心处。
3.根据权利要求1所述的数码影像解析度测试图，其特征在于所述线段解析图进一步包括两条线段，于水平方向放置，互成一定角度。
4.根据权利要求1所述的数码影像解析度测试图，其特征在于所述线段解析图进一步包括一外框，用以测试数码影像的TV畸变。
5.根据权利要求1所述的数码影像解析度测试图，其特征在于该测试图进一步包括多个方块，分别位于0.8视场及中心处。
6.一种根据权利要求1所述的数码影像解析度测试图的制作方法，其特征在于该方法包括以下步骤提供一镜头与一影像感测器；通过该镜头焦距与预先确定的物距，计算该成像系统的放大率；通过该影像感测器的解析度与该成像系统的放大率，计算该线段解析图中线段的相对位置；将多个线段解析图分别置于该数码影像解析度测试图的多个视场中。
7.根据权利要求6所述的数码影像解析度测试图的制作方法，其特征在于该方法进一步包括计算该数码影像解析度测试图的0.5视场、0.7视场及0.9视场，将该线段解析图分别置于该数码影像解析度测试图的中心、0.5视场、0.7视场及0.9视场处。
8.根据权利要求6所述的数码影像解析度测试图的制作方法，其特征在于该方法进一步包括计算该数码影像解析度测试图的0.8视场，于0.8视场及中心处放置多个方块。
9.根据权利要求6所述的数码影像解析度测试图的制作方法，其特征在于该方法进一步包括测量该影像感测器的有效面积，通过该影像感测器的有效面积与该成像系统的放大率，计算该数码影像解析度测试图的外框尺寸。
全文摘要
一种数码影像解析度测试图及其制作方法，该数码影像解析度测试图包括多个线段解析图，其中每一线段解析图包括四条线段，其中有两条线段于竖直方向放置，互成一定角度，另两条线段于水平方向放置，互成一定角度。该数码影像解析度测试图的制作方法包括以下步骤提供一镜头与一影像感测器，计算该成像系统的放大率；通过该影像感测器的解析度及该放大率，计算线段解析图的线段的相对位置；将该线段解析图分别置于该数码影像解析度测试图的多个视场中。本发明数码影像解析度测试图，在检测数码影像解析度过程中，可随不同镜头、不同影像感测器而做更改，无需频繁调整物距。
文档编号G02B26/10GK1770882SQ20041005216
公开日2006年5月10日 申请日期2004年11月6日 优先权日2004年11月6日
发明者孙文信 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司