专利名称：基于emva1288标准的相机性能测试平台的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种相机性能测试技术领域，特别是一种基于EMVA1288标准的相机性能测试平台。
背景技术：
EMVA1288是欧洲机器视觉协会(EMVA)公布的1288号标准产品目录表，是针对机器视觉应用的图像传感器及相机特点及性能数据进行标定的一套标准。在EMVA1288出现以前，图像传感器及相机性能测试一直没有统一的标准。大的生产商如果KODAK、DALSA、SONY各有自己的一套评估测试标准，有的指标定义相同，同时也有很多指标定义不同，因此很难对不同厂商的图像传感器及相机进行横向的性能对比。为了能对不同的厂商的图像传感器及相机在不同的阶段进行横向的性能对比，有必要开发一套标准的测试设备与流程，并形成规范统一的测试报告，其指标定义与测试方法也需要规范统一，为此EMVA公布了 EMVA1288标准。EMVA1288的优势是它是在严格的物理模拟与数学模型基础上建立起来的一整套图像传感器与数字相机评测标准，其对测试设备、测试方法、 指标定义以及测试报告的输出都做了详细明确的规定，并且获得了越来越多重要的图像传感器与相机厂商的认可与支持，是目前唯一的一项机器视觉类传感器与相机的公认测试标准。该标准的特点是建立了 CCD面阵相机的数学模型，并以数学模型为指导建立测试方法， 因此测试比较严谨。随着EMVA1288的出台，许多国际知名相机厂商都开始逐步推行这套公认的具有统一标准的测试方法。2009年美国SARN0FF公司已按EMVA1288标准研发了一套相机性能测试系统作为产品来公开销售，成为国际上第一家出售满足EMVA1288测试系统的产品的产商，其可以测试EMVA1288标准规定的全部参数。测试系统主要由六个积分球、暗室、计算机及软件系统组成，六个积分球作为光源设置在暗箱内，采用重叠各积分球的方法来调节光源的亮度，再通过相机拍摄来进行相机性能测试。该测试系统由于在暗室内设置了多个积分球造成暗箱体积偏大，且暗箱内结构复杂，整个相机性能测试成本也偏高。
发明内容
本发明针对基于EMVA1288标准的相机性能测试平台稀少，而现有的测试系统结构复杂的问题，提供一种新型的基于EMVA1288标准的相机性能测试平台，该测试平台能够测试EMVA1288标准规定的全部参数，还具有结构简单、成本低廉的优点。本发明的技术方案如下一种基于EMVA1288标准的相机性能测试平台，用于对被测相机进行性能测试，其特征在于，包括积分球、暗箱、设置于暗箱中的光功率计、计算机控制系统和支架，所述暗箱上设置有入光孔，所述入光孔与积分球的出光孔相匹配，所述暗箱内沿积分球的出光孔的光轴方向依次设置有双盘滤波部件和被测相机，所述双盘滤波部件包括沿光轴方向设置的滤光片和衰减片，所述光功率计位于双盘滤波部件和被测相机之间并避开光轴设置，所述滤光片、衰减片、光功率计和被测相机均设置在支架上并均与计算机控制系统相连，所述计算机控制系统将光强度和亮度的衰减值及实时监测的光功率数据计算处理得到EMVA1288 标准规定的被测相机性能的参数。所述滤光片包括第一圆盘以及在第一圆盘上绕圆心沿周向依次分布的两片或两片以上的不同波长的单色滤光片，所述衰减片包括第二圆盘以及在第二圆盘上绕圆心沿周向依次分布的两片或两片以上的不同光强衰减程度的中性衰减片，所述滤光片和衰减片在计算机控制系统的控制下绕各自圆心旋转，所述单色滤光片和中性衰减片的直径均大于积分球的出光孔直径以通过所述出光孔的光源。所述暗箱内沿积分球的出光孔的光轴方向依次设置滤光片和衰减片，或所述暗箱内沿积分球的出光孔的光轴方向依次设置衰减片和滤光片。所述支架包括第一支撑轮、第二支撑轮、光功率支架和相机支架，所述滤光片的第一圆盘的中心设置于第一支撑轮，所述衰减片的第二圆盘的中心设置于第二支撑轮，所述光功率计设置在光功率计支架上，被测相机设置在相机支架上，所述第一支撑轮、第二支撑轮、光功率计支架和相机支架均高度可调并均设置在水平导轨上，所述积分球设置于高度可调的积分球支撑杆上。所述第一支撑轮和第二支撑轮为双盘支撑轮的两部分，所述双盘支撑轮高度可调并设置在水平导轨上。还包括触点式温度计，所述触点式温度计的一端伸入暗箱的内部，触点式温度计与计算机控制系统相连。所述滤波片中的单色滤波片为八片并在第一圆盘上绕圆心沿周向均勻分布；和/ 或所述衰减片中的中性衰减片为八片并在第二圆盘上绕圆心沿周向均勻分布。所述积分球的出光孔发出色温是3200K的均勻光源。所述计算机控制系统包括依次相连的控制箱、计算机和示波器，所述滤光片、衰减片、光功率计和被测相机均与控制箱相连。本发明的技术效果如下本发明涉及的相机性能测试平台，符合EMVA1288标准，可用于对被测相机(面阵、 线阵CCD相机均可)进行性能测试，包括积分球、暗箱、计算机控制系统和支架，暗箱上设置有入光孔，所述入光孔与积分球的出光孔相匹配，积分球出光孔发出的均勻光源经过暗箱的入光孔进入暗箱，经过双盘滤波部件分别进行光源强度以及亮度的衰减，并在被测相机前面经光功率计进行光功率的实时监测，将各衰减值及监测的光功率数据传输至计算机控制系统进行计算处理最终得出EMVA1288标准规定的被测相机性能的参数。本发明创建了一种基于EMVA1288标准的相机性能测试平台，采用一个积分球与一个双盘滤波部件即可完成光源强度以及亮度的调节，避免了现有的测试平台将多个积分球作为光源设置在暗箱内，采用重叠各积分球的方法来调节光源的亮度造成的暗箱体积偏大且结构复杂，测试成本高的问题，具有结构简单、成本低廉的优点。滤光片包括第一圆盘以及在第一圆盘上绕圆心依次分布的两片或两片以上的不同波长的单色滤光片，衰减片包括第二圆盘以及在第二圆盘上绕圆心依次分布的两片或两片以上的不同光强衰减程度的中性衰减片，设置滤光片和衰减片的独特结构，使得滤波片和衰减片在计算机控制系统的控制下绕各自圆心旋转，积分球出光孔发出的光源，能够全部通过某一特定波长的单色滤光片以及某一光强衰减程度的中性衰减片，经各单色滤光片和各中性衰减片的自由组合，取得光源在不同强度和不同亮度等级的衰减变化效果，直接控制滤波片和衰减片旋转，无需单独更换滤光片和衰减片，使用十分方便。
图1为本发明基于EMVA1288标准的相机性能测试平台的立体结构示意图。图2为图1所示的相机性能测试平台的俯视结构示意图。图3为图1所示的相机性能测试平台的前视结构示意图。图4为滤光片优选结构示意图。图5为衰减片优选结构示意图。图中各标号列示如下1-积分球；2-出光孔；3-滤光片；4-衰减片；5-光功率计；6_C⑶面阵相机；7_相机支架；8-光功率计支架；9-双盘支撑轮；10-积分球支撑杆；11-暗箱；12-第一圆盘； 13-单色滤光片；14-第二圆盘；15-中性衰减片。
具体实施例方式下面结合附图对本发明进行说明。本发明公开了一种基于EMVA1288标准的相机性能测试平台，用于对被测相机 (CCD面阵相机6)进行性能测试，图1、图2和图3分别为该测试平台的立体、俯视和前视结构示意图。该测试平台符合EMVA1288标准，该测试平台包括积分球1、暗箱11和计算机控制系统(图1未画出)，积分球1包括出光孔2，暗箱11上设置有入光孔，入光孔与出光孔 2相匹配，本实施例积分球1设置于暗箱11的外部，也可以将积分球1设置于暗箱11的内部，暗箱11内沿积分球1的出光孔2的光轴方向依次设置有滤光片3、衰减片4和被测的 CCD面阵相机6，光功率计5位于衰减片4和CCD面阵相机6之间且其高度低于光轴(该设置方式是为了避开光轴，从而不影响CCD面阵相机6的成像)。积分球1设置于高度可调的积分球支撑杆10上，滤光片3和衰减片4均设置于双盘支撑轮9上，所述双盘支撑轮9的下端为高度可调的支撑，上端左右对称设置有轴承，分别用于安装滤波片3和衰减片4，即通过轴承分别连接滤光片3的第一圆盘12的中心和衰减片4的第二圆盘14的中心，光功率计5设置在光功率计支架8上，被测的CXD面阵相机6设置于相机支架7上，双盘支撑轮 9、光功率计支架8和相机支架7均高度可调，并设置在水平导轨上以进行与积分球1发出的均勻光源距离的远近调节。滤光片3和衰减片4属于双盘滤波部件，滤光片3的优选结构示意图如图4所示， 包括第一圆盘12以及在第一圆盘12上绕圆心沿周向均勻分布的八片不同波长的单色滤光片13，标示A-H所示，如包括400、450、500、550、600、650、700及750nm等八个波长点，以分别得到紫光、蓝光、绿光等单色面光源。衰减片4的优选结构示意图如图5所示，包括第二圆盘14以及在第二圆盘14上绕圆心沿周向依次分布的八片的不同光强衰减程度的中性衰减片15，标示a-h所示，如包括透过率是0. 1,0. 2等八个光强衰减程度。通过滤光片3中的单色滤光片13进行不同的光源强度的衰减，通过衰减片4中的中性衰减片15进行不同的光源亮度的衰减，滤光片3和衰减片4在双盘支撑轮9的位置可互换，即积分球1的出光孔2发出色温是3200K的均勻光源进入暗箱11内，先通过中性衰减片15进行不同的光源亮度的衰减，再通过单色滤光片13进行不同的光源强度的衰减。滤光片3和衰减片4在控制箱的作用下绕各自圆心旋转(也可以由控制箱直接控制双盘支撑轮9转动)，单色滤光片 13和中性衰减片15的直径均大于积分球1的出光孔2直径以最大程度地通过所述出光孔 2出来的光源。滤光片3和衰减片4可以不同步旋转，将滤光片3和衰减片4旋转不同角度，使得各单色滤光片13和各中性衰减片15进行自由组合，进行积分球面光源不同强度和不同亮度的单色面光源多个亮度等级的衰减，并在CCD面阵相机6前面经光功率计5进行光功率的实时监测以得到CCD面阵相机6表面入射光强，还可设置表面接触点式温度计，将其一端伸入暗箱11的内部以监测C⑶面阵相机6的外壳环境温度，将各衰减值及监测的表面入射光强数据由控制箱传输至计算机进行计算处理，计算机在Windows系统下通过VC或 VB或汇编语言最终得出EMVA1288标准规定的被测相机性能的参数，如信噪比、量子效应、 响应灵敏度、平均值、均差等等，并将相关性能参数显示到示波器上。在被测相机的基本状态固定后，在不同的曝光时间下采集暗场与明场两个系列的图像(对同样条件，至少采集两幅图像，以便求方差)，在平台设置及图像采集中注意以下几点图像采集使用单色光源，光源波长与QE响应度最高点波长不超过50nm ；DN值越大越好；(例如如果有12bit/8bit两种设置，取12bit设置)；平台增益越低越好；相机偏置越小越好，但要保证除缺陷点外所有象素的暗场噪声值均大于IDN ；曝光时间的选择保证可以覆盖SNR = 1及饱和曝光整个范围；曝光时间数据要保证在最低可探测曝光量及饱和曝光量下有同样的精度；关闭相机的自动增益控制等各类自动控制功能。采集系列图像后，以如下公式来计算μ y Ro2y,emp (使用同样曝光条件下的两幅图像A、B来进行计算)的值
权利要求
1.一种基于EMVA1288标准的相机性能测试平台，用于对被测相机进行性能测试，其特征在于，包括积分球、暗箱、设置于暗箱中的光功率计、计算机控制系统和支架，所述暗箱上设置有入光孔，所述入光孔与积分球的出光孔相匹配，所述暗箱内沿积分球的出光孔的光轴方向依次设置有双盘滤波部件和被测相机，所述双盘滤波部件包括沿光轴方向设置的滤光片和衰减片，所述光功率计位于双盘滤波部件和被测相机之间并避开光轴设置，所述滤光片、衰减片、光功率计和被测相机均设置在支架上并均与计算机控制系统相连，所述计算机控制系统将光强度和亮度的衰减值及实时监测的光功率数据计算处理得到EMVA1288标准规定的被测相机性能的参数。
2.根据权利要求1所述的相机性能测试平台，其特征在于，所述滤光片包括第一圆盘以及在第一圆盘上绕圆心沿周向依次分布的两片或两片以上的不同波长的单色滤光片，所述衰减片包括第二圆盘以及在第二圆盘上绕圆心沿周向依次分布的两片或两片以上的不同光强衰减程度的中性衰减片，所述滤光片和衰减片在计算机控制系统的控制下绕各自圆心旋转，所述单色滤光片和中性衰减片的直径均大于积分球的出光孔直径以通过所述出光孔的光源。
3.根据权利要求2所述的相机性能测试平台，其特征在于，所述暗箱内沿积分球的出光孔的光轴方向依次设置滤光片和衰减片，或所述暗箱内沿积分球的出光孔的光轴方向依次设置衰减片和滤光片。
4.根据权利要求3所述的相机性能测试平台，其特征在于，所述支架包括第一支撑轮、 第二支撑轮、光功率支架和相机支架，所述滤光片的第一圆盘的中心设置于第一支撑轮，所述衰减片的第二圆盘的中心设置于第二支撑轮，所述光功率计设置在光功率计支架上，被测相机设置在相机支架上，所述第一支撑轮、第二支撑轮、光功率计支架和相机支架均高度可调并均设置在水平导轨上，所述积分球设置于高度可调的积分球支撑杆上。
5.根据权利要求4所述的相机性能测试平台，其特征在于，所述第一支撑轮和第二支撑轮为双盘支撑轮的两部分，所述双盘支撑轮高度可调并设置在水平导轨上。
6.根据权利要求1至5之一所述的相机性能测试平台，其特征在于，还包括触点式温度计，所述触点式温度计的一端伸入暗箱的内部，触点式温度计与计算机控制系统相连。
7.根据权利要求2所述的相机性能测试平台，其特征在于，所述滤波片中的单色滤波片为八片并在第一圆盘上绕圆心沿周向均勻分布；和/或所述衰减片中的中性衰减片为八片并在第二圆盘上绕圆心沿周向均勻分布。
8.根据权利要求1所述的相机性能测试平台，其特征在于，所述积分球的出光孔发出色温是3200K的均勻光源。
9.根据权利要求1所述的相机性能测试平台，其特征在于，所述计算机控制系统包括依次相连的控制箱、计算机和示波器，所述滤光片、衰减片、光功率计和被测相机均与控制箱相连。
全文摘要
本发明涉及一种基于EMVA1288标准的相机性能测试平台，用于对被测相机进行性能测试，包括积分球、暗箱、设置于暗箱中的光功率计、计算机控制系统和支架，暗箱上设置有入光孔，入光孔与积分球的出光孔相匹配，暗箱内沿积分球的出光孔的光轴方向依次设置有双盘滤波部件和被测相机，双盘滤波部件包括滤光片和衰减片，光功率计位于双盘滤波部件和被测相机之间并避开光轴设置，滤光片、衰减片、光功率计和被测相机均设置在支架上并均与计算机控制系统相连，计算机控制系统将光强度和亮度的衰减值及实时监测的光功率数据计算处理得到EMVA1288标准规定的被测相机性能的参数。该测试平台能够测试EMVA1288标准规定的全部参数，具有结构简单、成本低廉的优点。
文档编号G03B43/00GK102253594SQ20111016798
公开日2011年11月23日 申请日期2011年6月21日 优先权日2011年6月21日
发明者冯兵, 张勇, 杨艺, 赵严, 陈玉兰 申请人:北京凌云光视数字图像技术有限公司