一种tod法性能测试系统及测试方法
【专利摘要】一种TOD法性能测试系统及测试方法，包括主控计算机、图像位宽转换器和显示器；主控计算机包括图像生成模块、TOD法性能测试模块；图像生成模块，用于完成测试图像的参数设置、图像的生成、图像的预览；TOD法性能测试模块，用于完成源于图像生成模块的测试图像的播放，记录判断测试图像的靶标方向的结果，并将测试图像传递给图像位宽转换器；图像位宽转换器，用于实现测试图像位宽的转换。本发明采用图像位宽转换器将测试图像的位宽从8bit提高到10bit或12bit，最小对比度从1/256降低到1/1024，降低了成本，简单方便采用TOD法测试图像的色深，降低测试图像最小对比度，提高TOD法测试准确性和测试精度。
【专利说明】一种TOD法性能测试系统及测试方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光电成像系统的性能评价，特别涉及一种TOD法性能测试系统及测试方法。
【背景技术】
[0002]三角方向辨别阈值法(TriangleOrientat1n Discriminat1n threshold),简称TOD法，是一种能充分表征光电成像系统性能且易使用的新方法，此方法是利用不同尺寸、不同对比度的等边三角形作为测试样条，通过光电成像系统，由观察者多次判断三角形方位，得到75%正确判断概率对应的阈值对比度与三角形尺寸之间的关系曲线。它被认为是一种适用于未来新型光电成像系统性能表征的新方法。传统测试方法使用的图像位宽为8bit，具有测试精度低，测试样点不够密集的缺点。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有的技术缺陷，提供一种TOD法性能测试系统及测试方法。
[0004]为达到上述目的，本发明采用的技术方案是:
[0005]一种TOD法性能测试系统，包括主控计算机、图像位宽转换器和显示器；其中，主控计算机包括图像生成模块、TOD法性能测试模块；显示器为1bit显示器或12bit显示器；
[0006]所述的图像生成模块，用于完成测试图像的参数设置、图像的生成、图像的预览、图像的保存；
[0007]所述的TOD法性能测试模块，用于完成源于图像生成模块的测试图像的播放，记录判断测试图像的靶标方向的结果，并将测试图像传递给图像位宽转换器；
[0008]所述的图像位宽转换器，用于实现测试图像位宽的转换，输出1bit或12bit图像。
[0009]还包括电源系统，电源系统与图像位宽转换器相连。
[0010]所述主控计算机和图像位宽转换器之间通过HDMI接口控制器相连，图像位宽转换器和高位宽色深显示器之间通过HDMI接口控制器相连。
[0011]所述图像位宽转换器用于完成图像位宽的转换工作，具体转换的过程为:图像生成模块生成的测试图像为24位色深图像，将灰度值1bit的高八位放在生成图像的R通道，将灰度值1bit的低2位放在生成图像的G通道的高2位上；图像位宽转换器将接收到图像的R通道和G通道的高2位数据拼接成10位灰度数据，放在输出图像的R、G、B通道上，从而完成图像的转换。
[0012]一种TOD法性能测试方法，包括以下步骤:
[0013](I)生成测试图像:通过图像生成模块生成待测试图像；
[0014]设置图像分辨率、背景灰度、靶标灰度、靶标边长、保存路径，通过图像生成模块生成所需的测试图像；
[0015](2)测试图像的转换:
[0016]通过图像位宽转换器用于完成图像位宽的转换工作，具体转换的过程为:图像生成模块生成的测试图像为24位色深图像，将灰度值1bit的高八位放在生成图像的R通道，将灰度值1bit的低2位放在生成图像的G通道的高2位上；图像位宽转换器将接收到图像的R通道和G通道的高2位数据拼接成10位灰度数据，放在输出图像的R、G、B通道上，从而完成图像的转换；
[0017](3) TOD法性能测试:
[0018](3a)选取测试图像所在路径；
[0019](3b)通过TOD法性能测试模块在暗室条件下播放测试图像，观看并判断靶标方向，同时按下键盘的上下左右按键选择靶标方向，做完一组测试后，记录TOD法性能测试模块所给出的判别概率。
[0020]通过TOD法性能测试模块在暗室条件下播放测试图像，根据测试图像判断靶标方向，同时按下键盘的上下左右按键选择靶标方向，若没有测试完毕则返回到显示测试图像，若是测试完毕则记录TOD法性能测试模块给出的判别概率，记录判别概率后若是不结束测试，则返回到选择播放路径的步骤，若是结束测试，则完成TOD法性能的测试。
[0021]与现有技术相比，本发明具有的有益效果:依据人眼所能分辨的图像最小对比度阈值参数，本发明采用全数字方法，采用图像位宽转换器将测试图像的位宽从8bit提高到1bit或12bit，最小对比度从1/256降低到1/1024，与其他采用高位宽显卡和软件实现的测试方法相比，本发明大大降低了成本，简单方便地提高TOD法测试图像的色深，降低测试图像最小对比度，提高TOD法测试准确性。通过图像转换模块提高了 TOD法测试图像的位宽，提高了测试精度。
[0022]进一步的，为提高系统的可靠性和易用性，本系统设计了与显示器可进行直接连接的输出接口 HDMI (High Definit1n Multimedia Interface),该接口采用全数字方式进行通讯，且其1.4版的最大视频带宽可达8.16Gbit/s，最大色深可达48bit/px，可有效图像数据的输出带宽和色深问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是本发明的结构示意图；
[0024]图2是本发明带有电源系统的连接示意图；
[0025]图3是图像生成模块的流程图；
[0026]图4是TOD法性能测试模块的流程图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图对本发明进行详细说明。本发明中的高位宽图像指的是1bit或12bit图像。
[0028]参见图1-图4，本发明高位宽色深TOD法性能测试系统，包括主控计算机、图像位宽转换器和显示器；其中，主控计算机包括图像生成模块、TOD法性能测试模块，图像位宽转换器包括FPGA模块；显示器为1bit显示器或12bit显示器；
[0029]所述的图像生成模块，用于完成测试图像的参数设置、图像的生成、图像的预览、图像的保存、与外部设备的交互；
[0030]所述的TOD法性能测试模块，用于完成源于图像生成模块的测试图像的播放，并将测试图像传递给图像位宽转换器；
[0031]所述的FPGA模块，用于实现图像位宽的转换，输出1bit或12bit图像。各模块之间通过总线相连。
[0032]本发明还包括电源系统，电源系统与FPGA模块相连。
[0033]所述主控计算机和FPGA模块之间通过HDMI接口控制器相连，FPGA模块和高位宽色深显示器之间通过HDMI接口控制器相连。
[0034]所述FPGA模块用于完成图像位宽的转换计算工作；具体转换计算的过程为:图像生成模块生成的测试图像为24位色深图像，根据图像生成模块生成的24位色深图像，将灰度值10-bit的高八位放在生成图像的R通道，将灰度值10-bit的低2位放在生成图像的G通道的高2位上；图像位宽转换器的FPGA将接收到图像的R通道和G通道的高2位数据拼接成10位灰度数据，放在输出图像的R、G、B通道上，从而完成图像的转换。
[0035]所述HDMI接口控制器控制接口输出提供1bit及其以上位宽的图像输出。
[0036](I)主控计算机:以PC机为基础，包括图像生成模块和TOD法性能测试模块。主要用于完成测试图像的预览和图像的生成、图像数据存储、图像的显示以及向图像位宽转换器发送图像数据、人机交互等任务。
[0037](2)图像位宽转换器:包括输入接口、能进行高速并行处理的FPGA模块、输出接口，图像位宽转换器完成对接受到的8bit图像进行高位宽转换，生成相应的数字输出。
[0038](3)高位宽色深显示器:完成对图像位宽转换器输出的高位宽图像进行显示。
[0039]为提高系统的可靠性和易用性，本系统包括了与显示器可进行直接连接的输出接口 HDMI (High Definit1n Multimedia Interface),该接口采用全数字方式进行通讯，其1.4版的最大视频带宽可达8.16Gbit/s,最大色深可达48bit/px,可有效图像数据的输出带宽和色深问题。
[0040]参见图2所示，主控计算机负责生成测试图像、向图像位宽转换器输出图像、人机交互等任务；图像位宽转换器将接受到的Sbit图像转换为高位图像，高位图像为1bit图像或12bit图像，然后输出；显示器接收图像位宽转换器输出的高位宽图像进行显示。系统数据交互关系如图中的箭头所示。主控计算机通过显卡向图像位宽转换器传输图像数据；设计了一个可以连接到显示器上的输出接口；
[0041]a)图像生成模块
[0042]运行于主控计算机。主要完成测试图像参数设置、测试图像预览、测试图像保存等功能。工作流程如下:首先设置测试图像参数，图像分辨率:长宽可分开设置:1?1024，灰度(包括背景和靶标):0?1023，靶标边长:1?100;然后通过图像预览、最后保存需要进行测试的图像。
[0043]b) TOD法性能测试模块
[0044]运行于主控计算机。主要完成TOD法性能测试功能，获得不同条件下的TOD法判别概率。TOD法性能测试模块包含两个部分功能，即数据加载和数据播放。先对指定的图像数据进行加载，而后将图像数据按照要求进行播放。
[0045]本系统的具体使用方法如下:
[0046](I)初始化
[0047](Ia)将系统各部件正确安装摆放，进行设备连接；
[0048](Ib)系统上电；
[0049](2)生成测试图像
[0050]参见图3，设置图像参数，包括图像分辨率为128?1024、背景灰度为O?1023、靶标灰度为O?1023、靶标边长为I?100，监视预览图像，若图像为希望测试图像，则按照设置参数选择保存路径生成图像即可。图像分辨率、靶标边长均以像素为单位。
[0051](3) TOD法性能测试；
[0052](3a)参见图4，选择播放路径，即选取测试图像所在路径；路径即生成图像时的保存路径，做测试时会有不同背景灰度、靶标灰度，靶标边长的图像，需要测试那个就选取相应所在的路径即可；
[0053](3b)开始测试，参见图4，通过TOD法性能测试模块在暗室条件下播放测试图像，观看测试图像并根据图像判断靶标方向，同时按下键盘的上下左右按键选择靶标方向，若没有测试完毕则返回到显示测试图像的步骤，若是测试完毕则记录TOD法性能测试模块给出的判别概率，若是不结束测试，则返回到选择播放路径的步骤，若是结束测试，则完成TOD法性能的测试。做完每组测试后，TOD法性能测试模块会根据图像实际的靶标方向，与人选择的靶标方向进行对比，并给出判别概率。记录TOD法性能测试模块所给出的判别概率。
[0054]以上所述，仅是本发明的较佳实施案例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施方法揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容做出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，仍属于本发明技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种TOD法性能测试系统，其特征在于，包括主控计算机、图像位宽转换器和显示器；其中，主控计算机包括图像生成模块、TOD法性能测试模块；显示器为1bit显示器或12bit显示器； 所述的图像生成模块，用于完成测试图像的参数设置、图像的生成、图像的预览、图像的保存； 所述的TOD法性能测试模块，用于完成源于图像生成模块的测试图像的播放，记录判断测试图像的靶标方向的结果，并将测试图像传递给图像位宽转换器； 所述的图像位宽转换器，用于实现测试图像位宽的转换，输出1bit或12bit图像。
2.根据权利要求1所述的TOD法性能测试系统，其特征在于，还包括电源系统，电源系统与图像位宽转换器相连。
3.根据权利要求1所述的TOD法性能测试系统，其特征在于，所述主控计算机和图像位宽转换器之间通过HDMI接口控制器相连，图像位宽转换器和高位宽色深显示器之间通过HDMI接口控制器相连。
4.根据权利要求1所述的TOD法性能测试系统，其特征在于，所述图像位宽转换器用于完成图像位宽的转换工作，具体转换的过程为:图像生成模块生成的测试图像为24位色深图像，将灰度值1bit的高八位放在生成图像的R通道，将灰度值1bit的低2位放在生成图像的G通道的高2位上；图像位宽转换器将接收到图像的R通道和G通道的高2位数据拼接成10位灰度数据，放在输出图像的R、G、B通道上，从而完成图像的转换。
5.一种TOD法性能测试方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)生成测试图像:通过图像生成模块生成待测试图像； 设置图像分辨率、背景灰度、靶标灰度、靶标边长、保存路径，通过图像生成模块生成所需的测试图像； (2)测试图像的转换: 通过图像位宽转换器用于完成图像位宽的转换工作，具体转换的过程为:图像生成模块生成的测试图像为24位色深图像，将灰度值1bit的高八位放在生成图像的R通道，将灰度值1bit的低2位放在生成图像的G通道的高2位上；图像位宽转换器将接收到图像的R通道和G通道的高2位数据拼接成10位灰度数据，放在输出图像的R、G、B通道上，从而完成图像的转换； (3)TOD法性能测试: (3a)选取测试图像所在路径； (3b)通过TOD法性能测试模块在暗室条件下播放测试图像，观看并判断靶标方向，同时按下键盘的上下左右按键选择靶标方向，做完一组测试后，记录TOD法性能测试模块所给出的判别概率。
6.根据权利要求5所述的一种TOD法性能测试方法，其特征在于，通过TOD法性能测试模块在暗室条件下播放测试图像，根据测试图像判断靶标方向，同时按下键盘的上下左右按键选择靶标方向，若没有测试完毕则返回到显示测试图像，若是测试完毕则记录TOD法性能测试模块给出的判别概率，记录判别概率后若是不结束测试，则返回到选择播放路径的步骤，若是结束测试，则完成TOD法性能的测试。
【文档编号】H04N17/00GK104270629SQ201410409012
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年8月19日 优先权日:2014年8月19日
【发明者】何国经, 张冬阳, 白鑫鹏, 刘鑫, 谢世雄, 栗旭光 申请人:西安电子科技大学