一种AR眼镜亮度相关参数的测试方法及装置与流程

一种ar眼镜亮度相关参数的测试方法及装置
技术领域
1.本发明涉及ar眼镜检测，具体涉及一种ar眼镜亮度相关参数的测试方法及装置。


背景技术：

2.ar眼镜可实现虚拟图像和现实世界交叠，目前已广泛应用于军工、消费和医疗等领域。作为信息显示载体，ar眼镜的亮度相关参数直接决定其光学性能和使用体验，但是现有的ar眼镜测试方法多关注ar眼镜的瞳距、光瞳视差，对于ar眼镜亮度相关参数的测试鲜见报道。


技术实现要素：

3.发明目的：本发明的目的是提出一种简单易行的ar眼镜亮度相关参数的测试方法，本发明的第二目的是提出一种ar眼镜亮度相关参数的测试装置。
4.技术方案：本发明一方面提供一种ar眼镜亮度相关参数的测试方法，包括如下步骤：
5.s1、在ar眼镜上显示含有灰阶信息的图像，包括第一、第二、第三图像，其中第一图像为全白图像，第二图像为中心亮棋盘格图像和中心暗棋盘格图像，第三图像为不同线对下的明暗条纹图像；
6.s2、通过采集相机拍摄ar眼镜上显示的图像；
7.s3、根据采集相机的亮度和灰阶关系，确定拍摄的图像的亮度值；采集相机的亮度和灰阶关系为ln＝f(n)，l表示亮度，n取0，1，2，...，n，n为采集相机的最大灰阶数；f(n)通过标准亮度测试设备预先校正确定；
8.s4、计算ar眼镜亮度相关参数；
9.亮度值及亮度均匀性：基于拍摄的第一图像，采用多点法计算亮度值l＝(l
m1
+l
m2
+
…
+l
mk
)/k，k为点的数量；亮度均匀性l
′
＝l
min
/l，l
min
为l
m1
至l
mk
中的最小值；
10.对比度：基于拍摄的第二图像，采用多点法计算明亮度值lw和暗亮度值lb，对比度d＝lw/lb，其中lw＝(l
w1
+l
w2
+
…
+l
wm
)/m，lb＝(l
b1
+l
b2
+
…
+l
bm
)/m，w1至wm为中心亮棋盘格图像上的点，b1至bm为中心暗棋盘格图像上的点，m为点的数量；
11.调制传递函数值：基于拍摄的第三图像，计算不同线对下明亮度值l
iu
和暗亮度值l
pu
的比值，分别得到1，2，3，...，c线对下明暗条纹的亮度比值，即得到ar眼镜的调制传递函数曲线参数；c为线对数。
12.本发明的测试方法能够快速测试ar眼镜的亮度相关参数，简单易行；由于采集相机的亮度和灰阶曲线经标准亮度测试设备标定，且计算结果取多点均值，因而测试结果精度高。
13.进一步地，ar眼镜显示图像的灰阶信息和采集相机拍摄的图像灰阶信息一一对应，采集相机的灰阶数大于或等于ar眼镜的灰阶数。
14.进一步地，采集相机的亮度灰阶和关系确定方法为：将ar眼镜的亮度值和灰阶值
用标准亮度测试设备校正成关系曲线，再根据ar眼镜显示图像的灰阶信息和采集相机拍摄图像灰阶信息一一对应关系，间接得到采集相机的亮度和灰阶关系曲线；或者，用采样相机拍摄标准亮度测试设备已测亮度值的图像，得到采集相机的亮度和灰阶关系曲线。
15.进一步地，采集相机的亮度和灰阶关系曲线包括：单绿色的亮度和灰阶曲线、单红色的亮度和灰阶曲线、单蓝色的亮度和灰阶曲线，以及白色亮度和灰阶曲线。
16.另一方面，本发明还提供一种ar眼镜亮度相关参数的测试装置，用于实现上述的测试方法，测试装置包括：
17.ar眼镜固定架，用于固定ar眼镜；
18.采集相机，用于拍摄ar眼镜上显示的含有灰阶信息的图像；
19.数据处理计算机，用于根据采集相机拍摄的图像及采集相机的亮度和灰阶关系，计算ar眼镜亮度相关参数。
20.进一步地，上述测试装置还包括相机调节架，相机调节架包括可实现上下、左右、前后调节的三轴支架，在三轴支架上搭载有角度调节云台，采集相机设置在角度调节云台上。
21.本发明的测试装置结构简单，成本低；且如前所述，能够快速测试ar眼镜的亮度相关参数，测试结果精度高。
22.有益效果：本发明与现有技术相比，具有如下显著优点：能够快速测试ar眼镜的亮度相关参数，成本低，方法简单易行，测试结果精度高。
附图说明
23.图1是ar眼镜亮度相关参数的测试方法流程框图；
24.图2至图4是测试时，ar眼镜所显示的灰阶信息图像；
25.图5是采集相机的灰阶和亮度关系图；
26.图6至图8是ar眼镜亮度相关参数计算处理图像；
27.图9是ar眼镜亮度相关参数的测试装置结构示意图。
具体实施方式
28.下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
29.如图1所示，一种ar眼镜亮度相关参数的测试方法，包括如下步骤：
30.s1、ar眼镜显示含有灰阶信息的图像；
31.s2、采集相机拍摄ar眼镜上显示的灰阶信息的图像；
32.如图2至4所示为测试时ar眼镜显示的灰阶信息图像，ar眼镜显示具有不同灰阶信息图像，同时采集相机分别拍摄ar眼镜显示的不同灰阶信息图像。具体地，图2为第一图像31，用于测试亮度和亮度均匀性参数，显示的灰阶图像信息为全白图像，采集相机采集ar眼镜上此时的图像；图3为第二图像32，用于测试对比度参数，显示的灰阶图像信息分别为5
×
5中心亮棋盘格和5
×
5中心暗棋盘格；图4为第三图像33，用于测试调制传递函数参数，显示的图像为不同线对下的明暗条纹图。
33.s3、根据采集相机的亮度和灰阶关系，确定拍摄的图像上亮度和灰阶信息；
34.如图5所示，为采集相机的亮度和灰阶关系，采集相机采集的图像和采集相机的亮
度和灰阶关系为：ln＝f(n)，l表示亮度，n取0，1，2，...，n，n为采集相机的最大灰阶数；f(n)通过标准亮度测试设备预先校正确定的关系。
35.s4、计算得到ar眼镜的亮度、亮度均匀性、对比度和调制传递函数曲线参数。
36.图6所示为第一处理图像51，具体为计算ar眼镜的亮度和亮度均匀性参数计算处理图。对采集相机所拍摄的第一图像31使用9点法计算亮度和亮度均匀性值，图中m1-m9为九个点的图像灰阶值，根据采集相机的灰阶和亮度关系，得到对应m1-m9灰阶的亮度值l
m1-l
m9
，亮度值l计算公式为：l＝(l
m1
+l
m2
+
…
+l
m9
)/9。亮度均匀性l计算公式为：l
′
＝l
min
/l；其中l
min
为l
m1
到l
m9
亮度最小值。
37.图7所示为第二处理图像52，具体为计算ar眼镜的对比度参数计算处理图，对采集相机所拍摄的第二图像32使用9点法计算明亮度值和暗亮度值，明亮度值是在5
×
5中心白棋盘格图中取w1-w9九个点的图像灰阶值，根据采集相机的亮度和灰阶关系，得到对应w1-w9灰阶的亮度值l
w1-l
w9
；暗亮度值是在5
×
5中心暗棋盘格图中取b1-b9九个点的图像灰阶值，根据采集相机的亮度和灰阶关系，得到对应b1-b9灰阶的亮度值l
b1-l
b9
。
38.对比度d计算公式为：d＝lw/lb；
39.其中，lw＝(l
w1
+l
w2
+
…
+l
w9
)/9；lb＝(l
b1
+l
b2
+
…
+l
b9
)/9。
40.图8所示为第三处理图像53，具体为计算ar眼镜的调制传递函数值计算处理图，图像灰阶信息为不同线对下的明暗条纹。本实施例中线对的个数为1，2，3到ar眼镜最大的线对数c，分别取不同线对下明暗条纹的明灰阶值iu和暗灰阶值pu，根据采集相机的亮度和灰阶关系，得到明暗条纹的明亮度值l
iu
和暗亮度值l
pu
。计算不同线对下l
iu
和l
pu
比值，分别得到1，2，3到c线对下明暗条纹的亮度比值，即得到ar眼镜的调制传递函数值。
41.图9所示为ar眼镜亮度相关参数的测试装置，包括ar眼镜固定架21、采集相机22、相机调节架23和数据处理计算机。其中，ar眼镜固定架21用于固定ar眼镜，采集相机22用于拍摄ar眼镜显示的图像。相机调节架23包括可实现上下、左右、前后调节的三轴支架，在三轴支架上搭载有角度调节云台，采集相机22设置在角度调节云台上。数据处理计算机用于根据采集相机拍摄的图像及采集相机的亮度和灰阶关系，计算ar眼镜亮度相关参数。
42.使用时，调节相机调节架23，使得采集相机22位于人眼的眼点位置。待ar眼镜和采集相机22固定调节完毕后，即可用ar眼镜显示具有不同灰阶信息图像，并通过采集相机22分别拍摄ar眼镜显示的不同灰阶信息图像。