镜头安装平整度的实时调整方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种镜头安装平整度的实时调整方法及装置。其中相机的实时调整方法包括：实时获取相机拍摄的对应于的不同位置的至少两组测试图表的图像，对图像进行图像预处理，以分离得到每一组测试图表，根据每一组测试图表实时计算且显示相机的感光面对每一组测试图表的实时解析度数值，根据相机的感光面对每一组测试图表的实时解析度数值实时调整相机的镜头的光轴相对于感光面的安装角度。通过上述方式，本发明能够实时自动测试得到相机的实时解析度数值，测量结果跟目测的视觉评估结果一致，灵活可调，鲁棒性好，并可以根据相机的实时解析度数值对相机镜头的光轴的安装角度做调整。
【专利说明】镜头安装平整度的实时调整方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种镜头安装平整度的实时调整方法及装置。
【背景技术】
[0002]数码相机的测量方式，通常可以通过拍摄ISO图表后，打印或者显示拍摄影像，对该影像进行主观的视觉评估从而得到目测的解析度数值，或利用与视觉评估一致的软件测量方法进行评估得到解析度数值。
[0003]目测的视觉评估的方法，通过打印或放大固定倍率ISO图案观察楔形线数变化的空间频率作为解析度。虽然视觉评估的方法比较简单，但是存在个人差异、耗时浪费人力以及受限于显示和打印设备影响的缺点。软件测量解析度的方法，能够得到结果与目测具有良好的一致性而不受设备和人力限制，因此得到广泛的应用。
[0004]为了可以清楚的计算得到解析度数据，传统上最多采用的是MTF(ModUlationTransfer Function，调制传递)为基础的测试方法。MTF主要是通过测量反差M= (Imax-1min)/a_+imin)，其中1_、Imin分别为照度的最大值和最小值，来反映人眼的分辨能力。另外，测量SFR(Spatial Frequency Response，空间频率响应)也成为近些年来常用的手段。SFR主要测量随着空间频率的线条增加对单一影像产生的影响。
[0005]采用目测的视觉评估方法虽然操作简单，但是受限于设备和浪费人力，因此，不适合广泛的工业自动化生产。采用MTF的测量方法(如日本的HYRes软件)虽然久经考验，但是随着千万级像素数码相机的发展，其拍摄的分辨率早就超越了 USAF1951和IS012233的极限，那么其测试就不存在相对上的意义，同时需要花费大量的计算代价，不能够实时动态处理。基于SFR的测量方法(如美国的Imatest软件)虽然成本比较低，能够得到比较好的制图效果，但是操作复杂，对于工厂测试人员要求较高，而且不能实现实时动态测试。
【发明内容】
[0006]本发明主要解决的技术问题是提供一种镜头安装平整度的实时调整方法及装置，能够实时自动测试得到相机的实时解析度数值，测量结果跟目测的视觉评估结果一致，灵活可调，鲁棒性好，并可以根据相机的实时解析度数值对相机镜头的光轴相对于相机的感光面的安装角度做调整。
[0007]为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是:提供一种镜头安装平整度的实时调整方法，所述方法包括:实时获取相机拍摄的测试图表的图像，所述图像中包括相对于所述相机的感光面不同位置的至少两组测试图表；对所述测试图表的图像进行图像预处理，以分离得到多组测试图表；根据每一组所述测试图表实时计算且显示所述相机的感光面对每一组所述测试图表的实时解析度数值；根据所述相机的感光面对每一组所述测试图表的实时解析度数值实时调整所述相机镜头的光轴相对所述感光面的安装角度。
[0008]其中，每一组所述测试图表包括至少一测试条纹组，每一所述测试条纹组包括彼此间隔排列的多个测试条纹，所述测试条纹之间的间距沿所述测试条纹的间隔方向的垂直方向逐渐变化。
[0009]其中，每一组所述测试图表包括一第一测试条纹组和一第二测试条纹组，所述第一测试条纹组包括沿第一方向间隔排列且沿垂直于所述第一方向的第二方向延伸的多个第一测试条纹，所述第一测试条纹之间的间距沿所述第二方向逐渐变化，所述第二测试条纹组包括沿所述第二方向间隔排列且沿所述第一方向延伸的多个第二测试条纹，所述第二测试条纹之间的间距沿所述第一方向逐渐变化。
[0010]其中，所述至少两组测试图表为五组测试图表，其中四组测试图表对应于所述相机的感光面的四个角落，另一组测试图表对应于所述相机的感光面的中心。
[0011]其中，所述根据每一组所述测试图表实时计算且显示所述相机的感光面对每一组所述测试图表的实时解析度数值的步骤包括:对每一组所述测试图表进行逐行或逐列采样，以得到多个条纹方波信号；对所述条纹方波信号进行傅里叶变换，分别生成每个所述条纹方波信号对应的频谱图；根据每个所述条纹方波信号的频谱图计算所述相机的感光面对每一组所述测试图表的实时解析度数值并显示。
[0012]其中，所述根据每个所述条纹方波信号的频谱图计算所述相机的感光面对每一组所述测试图表的实时解析度数值的步骤包括:根据每个所述条纹方波信号的频谱图计算每个所述条纹方波信号的平均频率幅值Aavw和特征频率幅值At ;通过以下公式判断所述特征频率幅值At是否满足显著性条件:At/Aav?>Thres，其中，Thres是预设的阈值，若所述特征频率幅值At满足显著性条件，则所述条纹方波信号所对应的解析度数值为所述相机的感光面对所述测试图表的实时解析度数值。 [0013]其中，所述对所述条纹方波信号进行傅里叶变换的步骤之前，还包括:去除所述条纹方波信号的直流分量，具体进行如下处理:X’ (k) =X (k) -mean (x (k));其中，x (k)为去除直流分量前的所述条纹方波信号，mean (x (k))为去除直流分量前的所述条纹方波信号的平均值，X’ (k)为去除直流分量后的所述条纹方波信号。
[0014]其中，所述对所述图像进行图像预处理之前，还包括:通过如下公式对所述相机拍摄的测试图表的图像进行旋转:
[0015]
【权利要求】
1.一种镜头安装平整度的实时调整方法，其特征在于，所述方法包括: 实时获取相机拍摄的测试图表的图像，所述图像中包括相对于所述相机的感光面不同位置的至少两组测试图表； 对所述测试图表的图像进行图像预处理，以分离得到多组测试图表； 根据每一组所述测试图表实时计算且显示所述相机的感光面对每一组所述测试图表的实时解析度数值； 根据所述相机的感光面对每一组所述测试图表的实时解析度数值实时调整所述相机镜头的光轴相对所述感光面的安装角度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每一组所述测试图表包括至少一测试条纹组，每一所述测试条纹组包括彼此间隔排列的多个测试条纹，所述测试条纹之间的间距沿所述测试条纹的间隔方向的垂直方向逐渐变大或逐渐变小。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每一组所述测试图表包括一第一测试条纹组和一第二测试条纹组，所述第一测试条纹组包括沿第一方向间隔排列且沿垂直于所述第一方向的第二方向延伸的多个第一测试条纹，所述第一测试条纹之间的间距沿所述第二方向逐渐变大或变小，所述第二测试条纹组包括沿所述第二方向间隔排列且沿所述第一方向延伸的多个第二测试条纹，所述第二测试条纹之间的间距沿所述第一方向逐渐变大或逐渐变小。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的方法，其特征在于，所述至少两组测试图表为五组测试图表，其中四组测试图表对应于所述相机的感光面的四个角落，另一组测试图表对应于所述相机的感光面的中心。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据每一组所述测试图表实时计算且显示所述相机的感光面对每一组所述测试图表的实时解析度数值的步骤包括: 对每一组所述测试图表进行逐行或逐列采样，以得到多个条纹方波信号； 对所述条纹方波信号进行傅里叶变换，分别生成每个所述条纹方波信号对应的频谱图； 根据每个所述条纹方波信号的频谱图计算所述相机的感光面对每一组所述测试图表的实时解析度数值并显示。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据每个所述条纹方波信号的频谱图计算所述相机的感光面对每一组所述测试图表的实时解析度数值的步骤包括: 根据每个所述条纹方波信号的频谱图计算每个所述条纹方波信号的平均频率幅值Aaver和特征频率幅值At ； 通过以下公式判断所述特征频率幅值At是否满足显著性条件:
At/Aaver>Thres, 其中，Thres是预设的阈值，若所述特征频率幅值At满足显著性条件，则所述条纹方波信号所对应的解析度数值为所述相机的感光面对所述测试图表的实时解析度数值。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对所述条纹方波信号进行傅里叶变换的步骤之前，还包括: 去除所述条纹方波信号的直流分量，具体进行如下处理:
X，(k) =x (k)-mean (x (k))；其中，X (k)为去除直流分量前的所述条纹方波信号，mean (x (k))为去除直流分量前的所述条纹方波信号的平均值，X’ (k)为去除直流分量后的所述条纹方波信号。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述图像进行图像预处理之前，还包括: 通过如下公式对所述相机拍摄的测试图表的图像进行旋转:
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述图像进行图像预处理的步骤包括: 对所述测试图表的图像进行灰度化处理； 对所述灰度化后的图像进行形态学滤波，以得到不同方向的测试图表区域； 对所述测试图表区域进行图像二值化，分离得到每一组测试图表。
10.一种镜头安装平整度的实时调整装置，其特征在于，所述装置包括标靶、处理系统以及显示设备，其中: 所述标靶呈现用于拍摄的测试图表的图像，所述图像中包括相对于所述相机的感光面不同位置的至少两组测试图表； 所述处理系统用于接收相机拍摄的所述测试图表的图像，对所述测试图表的图像进行图像预处理，以分离得到多组测试图表，根据分离得到的每一组所述测试图表实时计算得到所述相机的感光面对每一组所述测试图表的实时解析度数值； 所述显示设备用于接收来自所述处理系统的所述相机的感光面对每一组所述测试图表的实时解析度数值并显示，以使得用户根据所述实时解析度数值实时调整所述相机镜头的光轴相对于所述感光面的安装角度。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，每一组所述测试图表包括至少一测试条纹组，每一所述测试条纹组包括彼此间隔排列的多个测试条纹，所述测试条纹之间的间距沿所述测试条纹的间隔方向的垂直方向逐渐变化。
12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，每一组所述测试图表包括一第一测试条纹组和一第二测试条纹组，所述第一测试条纹组包括沿第一方向间隔排列且沿垂直于所述第一方向的第二方向延伸的多个第一测试条纹，所述第一测试条纹之间的间距沿所述第二方向逐渐变化，所述第二测试条纹组包括沿所述第二方向间隔排列且沿所述第一方向延伸的多个第二测试条纹，所述第二测试条纹之间的间距沿所述第一方向逐渐变化。
13.根据权利要求10-12任一项所述的装置，其特征在于，所述至少两组测试图表为五组测试图表，其中四组测试图表对应于所述相机的感光面的四个角落，另一组测试图表对应于所述相机的感光面的中心。
14.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述处理系统具体用于对每一组所述测试图表进行逐行或逐列采样，以得到多个条纹方波信号，对得到的所述条纹方波信号进行傅里叶变换，分别生成每个所述条纹方波信号对应的频谱图，根据生成的每个所述条纹方波信号的频谱图计算所述相机的感光面对每一组所述测试图表的实时解析度数值。
15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述处理系统具体用于根据每个所述条纹方波信号的频谱图计算每个所述条纹方波信号的平均频率幅值Aara和特征频率幅值At，通过以下公式判断所述特征频率幅值At是否满足显著性条件:
At/Aaver>Thres, 其中，Thres是预设的阈值，若所述特征频率幅值At满足显著性条件，则所述条纹方波信号所对应的解析度数值为所述相机的感光面对所述测试图表的实时解析度数值。
16.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述处理系统还具体用于在对所述条纹方波信号进行傅里叶变换之前，去除所述条纹方波信号的直流分量，具体进行如下处理:
X，(k) =x (k)-mean (x (k))； 其中，X (k)为去除直流分量前的所述条纹方波信号，mean (x (k))为去除直流分量前的所述条纹方波信号的平均值，X’ (k)为去除直流分量后的所述条纹方波信号。
17.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述处理系统还用于通过如下公式对所述相机拍摄的测试图表的图像进行旋转:
18.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述处理系统具体用于对所述测试图表的图像进行灰度化处理，对所述灰度化后的图像进行形态学滤波，以得到不同方向的测试图表区域，对所述测试图表区域进行图像二值化，分离得到每一组测试图表。
【文档编号】G03B43/00GK103955109SQ201410155097
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年4月17日 优先权日:2014年4月17日
【发明者】蒋才高, 曹子晟, 王铭钰, 梁泰文, 唐小正 申请人:深圳市大疆创新科技有限公司