测量自动曝光模式下操作的相机的亮度响应的系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及测量对照明条件的变化的相机响应。
【背景技术】
[0002]电信网络运营商的定期任务是评估用户设备(UE)装置的性能，尤其是新近引入的用于在运营商网络上进行操作的电信应用中的UE装置的性能。通常，UE装置由运营商的制造商伙伴组装并且送交评估。针对UE装置的不同子组件，必须满足不同的规格。例如，诸如手机和平板的UE装置的显示器和相机必须在广范围的照明条件下工作。对于相机，需要进行各种测试，包括测量对照明条件下不同亮度水平的相机响应。
[0003]UE装置的大部分相机包括自动曝光控制特征。自动曝光控制方便了终端用户，因为它允许在范围从白昼(broad daylight)的高强度到光线昏暗房间的低强度的照明条件下使用相机。自动曝光控制基于照明条件调节增益、曝光时间、和/或光圈，使得整体图片理想地具有客观上正确的亮度。调节花费了一定的响应时间，通常是在零点几秒的数量级上。用于设置曝光的图像中的区域在整个图像、点的矩阵、固定位置或动态确定区域(例如，在其中检测到面部的区域)处的小点之间变化。
[0004]遗憾的是，自动曝光控制妨碍了对于响应曲线的测量，该响应曲线是在当测试包括在UE装置中的相机时所产生的。这是因为，当相机拍摄均匀亮度的测试图像时，相机的自动曝光控制将调节曝光，以使图像看起来是浅灰色。需要的是用于测量在自动曝光模式下操作的相机的亮度响应的改进的方法和系统。
【发明内容】
[0005]根据实施例，一种测量相机的亮度响应的方法包括:得到具有已知亮度的测试样本的多个亮度测量。得到亮度测量的步骤可包括:向所述相机呈现具有已知亮度的至少一个测试样本，借助所述相机拍摄所述至少一个测试样本的图像，向所述相机呈现至少一个补偿样本，所述补偿样本具有基于所述至少一个测试样本的已知亮度而选择的补偿亮度。所述至少一个测试样本和所述至少一个补偿样本是可选择的并且可以组合方式呈现，使得对于所述多个亮度测量中的每一个，所述相机理解的平均曝光基本上相同。
[0006]在实施例中，在显示器上向相机呈现至少一个测试样本。显示器可包括例如诸如液晶显示器的有源显示器，或者显示器可包括诸如上面由投影仪以精确受控亮度投影样本的屏幕的无源显示器。
[0007]在实施例中，一种方法还可包括:针对所述亮度测量中的两个或更多个，基于所述至少一个测试样本的已知亮度和所述至少一个测试样本的被拍摄图像的拍摄亮度，产生所述相机的响应曲线。
[0008]在实施例中，呈现具有已知亮度的所述至少一个测试样本包括呈现具有多个不同已知亮度的灰阶中的一个和/或多个不同已知亮度的颜色中的一个的至少一个测试样本。在实施例中，所述至少一个测试样本和所述至少一个补偿样本连续地呈现或者可供选择地同时呈现。
[0009]在实施例中，通过向所述相机呈现参考样本并且交替地呈现所述至少一个测试样本和所述至少一个候选补偿样本，针对所述多个亮度测量中的至少一个，来确定所选择的补偿亮度。所述至少一个候选补偿样本是具有候选亮度的样本。观察由所述相机理解的曝光的响应。如果由相机理解的平均曝光的响应满足预定的稳定性阈值，则至少一个候选补偿样本被作为补偿样本分派给到至少一个测试样本。否则，用具有不同候选亮度的后续候选样本替代至少一个候选补偿样本并且重复这些步骤，直到所述相机理解的所述平均曝光满足预定的稳定性阈值。
[0010]在相机响应于平均曝光应用自动曝光调节的情况下，确定选择的补偿亮度的步骤可包括在所述自动曝光调节期间验证测得的亮度满足预定的稳定性阈值。在实施例中，确定所述自动曝光调节的响应时间并且验证所述测得的亮度满足所述预定的稳定性阈值包括验证在与确定的响应时间相关的持续时间内所述测得的亮度没有超过所述预定的稳定性阈值。
[0011]在实施例中，一种用于测量相机的亮度响应的系统包括显不器和一个或多个处理器，所述处理器可用于得到多个亮度测量。对于各亮度测量，所述一个或多个处理器被构造成使所述系统:借助所述显示器向所述相机呈现具有已知亮度的至少一个测试样本和具有基于所述至少一个测试样本的已知亮度而选择的补偿亮度的至少一个补偿样本，并且借助所述相机拍摄所述至少一个测试样本的图像。所述一个或多个处理器被进一步构造成确定一个或多个被拍摄图像的拍摄亮度。所述至少一个测试样本和所述至少一个补偿样本是可选择的并且可以组合方式呈现，使得对于所述多个亮度测量中的每个，所述相机理解的平均曝光基本上相同。
【附图说明】
[0012]在附图的帮助下说明本发明的其它细节，其中:
[0013]图1示出可用于测量相机的亮度响应曲线的测试样本的示例性集合。
[0014]图2是对变化亮度的灰阶样本的理想相机响应和典型相机响应的示例性图线。
[0015]图3是对各种颜色的变化亮度的样本的理想相机响应和典型相机响应的示例性图线。
[0016]图4是在启用自动曝光控制的情况下对变化亮度的样本的典型相机响应的示例性图线。
[0017]图5是在启用自动曝光控制的情况下对亮度的突然增大的典型相机响应的示例性图线。
[0018]图6示出可用于测量具有自动曝光控制的相机的亮度响应曲线的根据本发明的一组测试和补偿样本的实施例。
[0019]图7是根据本发明的测量相机的亮度响应的方法的实施例的流程图。
[0020]图8示出用于验证补偿样本的正确亮度的方法的实施例。
[0021]图9是根据本发明的选择用于测量相机亮度响应的方法中使用的补偿样本的方法的实施例的流程图。
[0022]图10示出与被测试相机的拍摄速率保持一致的样本的示例性序列。
[0023]图11和图12示出可用于测量具有自动控制的相机的亮度响应曲线的根据本发明的一组测试和补偿样本的替代实施例。
[0024]图13示出根据本发明的用于拍摄已知亮度的样本图像的系统的实施例。
【具体实施方式】
[0025]下面的描述具有当前打算用于实践本发明的各种实施例的最佳模式。该描述不应被理解为限制，而只是出于描述本发明的总体原理的目的而进行。应该参照权利要求书确定本发明的范围。在随后对本发明的描述中，始终将使用类似的标号或参考指示符指的是类似的部件或元件。另外，图1至图9中引入的参考标号的第一位和图10至图13中引入的参考标号的前面两位识别其中参考标号首次出现的附图。
[0026]本领域的技术人员应该清楚，如下所述的本发明可用附图中示出的硬件、软件、固件和/或实体的许多不同实施例来实现。另外，附图和描述中使用的帧频和亮度范围和增量只是示例性的。本文描述的任何实际的软件、固件和/或硬件以及由其产生的任何帧频和亮度规格不是本发明的限制。鉴于此处呈现的细节水平，在理解实施例的修改和变形是可能的情况下，将描述本发明的操作和行为。
[0027]有用的相机测试(本文中被称为亮度响应测试)包括对各种水平的样本亮度的相机响应进行测量，以确定相机响应的线性。理想地，亮度响应测试产生的响应曲线是线性的，但实际的响应曲线经常具有一定程度的非线性，例如，响应根据特定函数经常是多斜率或非线性的。非线性响应曲线可例如由在低亮度水平下没有响应，不正确的伽玛校正和饱和而造成。可在灰阶样本的亮度范围从纯黑至纯白的情况下，或者在彩色样本在近似亮度范围内的情况下，执行亮度响应测试。图1示出可用于测量对亮度变化的相机响应的一组样本100。这组样本中的九个样本中的每个都具有已知亮度。各样本可被作为图像由被测试相机显示和拍摄。然后，例如，通过对图像的一个或多个预定区域中的像素值求平均，测量相机响应的亮度水平。然后，可将亮度