CN107389319A - 模组镜头测试方法及系统 - Google Patents

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徐青
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    • G01M11/0292—Testing optical properties of objectives by measuring the optical modulation transfer function

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Abstract

本发明提供了一种模组镜头测试方法及系统，所述模组镜头测试方法包括：捕捉单元对镜头解像形成的图像进行捕捉，形成解像力图；所述捕捉单元对所述解像力图中的方框的边框进行采样，形成多个采样点；处理单元对所述采样点的灰度进行黑白对比，并形成数据拟合曲线；处理单元对所述数据拟合曲线进行傅里叶计算，形成所述镜头的空间频率响应值。本发明实现了全自动的模组镜头测试，且由于处理单元自动对数据拟合曲线进行采样和处理，即傅里叶计算，因此，对模组镜头的解像力高频测试也可以进行自动处理，无需人工判读，适合于全频(低频、中频和高频)的解像力测试。

Description

模组镜头测试方法及系统
技术领域
本发明涉及图像技术领域，特别涉及一种模组镜头测试方法及系统。
背景技术
调制传递函数(Modulation TransferFunction，简称MTF)是目前分析镜头的解像比较科学的方法，MTF方式可以判断相机和镜头的解像力，但由于单纯以线条所组成的MTF测试图，本质上就受制于输出设备的极限，当高达千万画素的数码单镜反光相机推出时，例如：Nikon D2X或Canon EOS 1Ds MKII等，其拍摄解像力就已经超越传统底片的表现(过去定义传统135mm底片约为千画画素)。换言之，当设备的进步开始超越USAF1951和ISO12233的极限时，该测试其实就已经不存在相对上的意义。因此，MTF发展了几十年，同样的所翻拍的样图也不断的在跟着演进，已符合目前一般拍摄状况时的实际需要，例如ISO CameraResolution Chart ISO12233，解像力图针对模仿实际场景做了调整，线条改以双曲线逼近制作，格式也不再只是直线。ISO Camera Resolution Chart ISO12233目测解像力性能包括：垂直解像力条(Vertical Res)为可目测镜头对垂直影像的解像力。对比指示条(Contrast Indicator)为用于显示在空间频率不同下的对比状况。对角线解像力条(Diagonal Res)为45度倾斜的对角线解像力条。中央对焦区(CenterFocusingArea)为两种不同频率的同心圆，协助对焦。水平解像力条(Horizontal Res)为可目测镜头对水平影像的解像力。不仅可以满足直接目测来评估解像力的效果(部分线条细达0.1mm，几乎等同人发丝粗细)，也同样的可由电脑软件的协助，计算出不同位置的SFR值。
芯片模组上自带有镜头，镜头用于对模组的图像进行成像，可利用调制传递函数、空间频率响应等物理参数来检测镜头的清晰度，这些研究方法的本质是通过此类参数来描述镜头系统的有效设备分辨率，以此来推断镜头清晰度的高低。有研究表明，基于ISO12233标准提出的空间频率响应检测图像清晰度的方法可应用于模组镜头的清晰度质量检测，能在一定程度上反映出模组镜头清晰度的质量高低，但ISO12233标准为人工判读，费时费力。Spatial frequencyresponse(SFR)测量主要是用于测量随着空间频率的线条增加对单一影像的所造成影响，简言之SFR就是MFT的精简版，因为测量MFT需取得昂贵的正弦样版，并且需换算大量的数据，因此，PIMA开发了这款较低成本的SFR作为替代品。基本上SFR只需一个双色调的黑白斜线即可换算出约略相等于MFT的值的解像力评鉴图。
由于以往Spatial frequencyresponse(SFR)测量是MFT的精简版，每一次捕捉解像力图，解像力的频率是固定值，因此对于高频解析力测试，需要频繁的更换频率并重新获取不同的解像力图，十分繁琐。因此为了便捷，芯片模组镜头传统的高频解析力测试是使用ISO12233chart(分辨率测试标板)进行人工判读，导致测试精度达不到要求。
因此，需要设计一种针对模组镜头进行全频(高中低三种频率，尤其是高频)解析力的自动测试方法及系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种模组镜头测试方法及系统，以实现针对模组镜头的全频解析力的自动测试方法及系统。
为解决上述技术问题，本发明提供一种模组镜头测试方法，所述模组镜头测试方法包括：
捕捉单元对镜头解像形成的图像进行捕捉，形成解像力图；
所述捕捉单元对所述解像力图中的方框的边框进行采样，形成多个采样点，所述捕捉单元将多个所述采样点提供至处理单元；
所述处理单元对所述采样点的灰度进行黑白对比，并形成数据拟合曲线；以及
所述处理单元对所述数据拟合曲线进行傅里叶计算，形成所述镜头的空间频率响应值。
可选的，在所述的模组镜头测试方法中，所述模组镜头测试方法还包括：
将带有镜头的芯片模组放置于捕捉单元上；以及
镜头对芯片模组的图像进行成像，形成解像形成的图像。
可选的，在所述的模组镜头测试方法中，所述处理单元对所述数据拟合曲线进行傅里叶计算包括：先对数据拟合曲线进行差分计算，再对所述差分计算的结果进行傅里叶计算。
可选的，在所述的模组镜头测试方法中，所述解像力图中的方框的边框为双色调黑白斜线。
可选的，在所述的模组镜头测试方法中，所述处理单元对所述数据拟合曲线进行傅里叶计算，形成所述镜头的空间频率响应值包括：数据拟合曲线越陡峭，处理单元对所述数据拟合曲线进行傅里叶计算时，叠加的正弦波的数量越多，所述正弦波的数量越多，所述镜头的空间频率响应值越高。
本发明还提供一种模组镜头测试系统，所述模组镜头测试系统对镜头进行解像力测试，所述模组镜头测试系统包括捕捉单元和处理单元：
所述捕捉单元，用于对镜头解像形成的图像进行捕捉，形成解像力图，还用于对所述解像力图中的方框的边框进行采样，形成多个采样点，所述捕捉单元将多个所述采样点提供至处理单元；以及
所述处理单元，用于对所述采样点的灰度进行黑白对比，并形成数据拟合曲线，还用于对所述数据拟合曲线进行傅里叶计算，形成所述镜头的空间频率响应值。
可选的，在所述的模组镜头测试系统中，所述镜头位于芯片模组上，且所述镜头用于对芯片模组的图像进行成像，形成解像形成的图像。
可选的，在所述的模组镜头测试系统中，所述处理单元先对数据拟合曲线进行差分计算，再对所述差分计算的结果进行傅里叶计算。
可选的，在所述的模组镜头测试系统中，所述解像力图中的方框的边框为双色调黑白斜线。
可选的，在所述的模组镜头测试系统中，所述处理单元判断空间频率响应值时，根据数据拟合曲线的傅里叶计算的结果，数据拟合曲线越陡峭，处理单元对所述数据拟合曲线进行傅里叶计算时，叠加的正弦波的数量越多，所述正弦波的数量越多，所述镜头的空间频率响应值越高。
在本发明提供的模组镜头测试方法及系统中，通过捕捉单元对解像力图中的方框的边框进行采样，形成多个采样点，再通过处理单元对所述采样点的灰度进行黑白对比，并形成数据拟合曲线，然后处理单元对所述数据拟合曲线进行傅里叶计算，形成所述镜头的空间频率响应值，经过傅里叶计算的空间频率响应值，可以将不同频率的解像力图进行分析和测试，克服了现有技术中需要频繁的更换频率并重新获取不同的解像力图的缺陷，实现了全自动的模组镜头测试。并且，由于处理单元自动对数据拟合曲线进行采样和处理，即傅里叶计算，因此，对模组镜头的解像力高频测试也可以进行自动处理，无需人工判读，适合于全频(低频、中频和高频)的解像力测试。
附图说明
图1是本发明一实施例中捕捉单元对镜头解像形成的图像进行捕捉形成的解像力图示意图；
图2是本发明另一实施例中捕捉单元对所述解像力图中的方框的边框进行采样示意图；
图3是本发明另一实施例中处理单元形成的数据拟合曲线示意图；
图4是本发明另一实施例中处理单元对数据拟合曲线进行差分计算示意图；
图中所示：1-白色区域；2-黑色区域；3-采样段；4-总采样段；5-方框。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的模组镜头测试方法及系统作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
本发明的核心思想在于提供一种模组镜头测试方法及系统，以克服SFR测量是MFT的精简版，现有技术中需要频繁的更换频率并重新获取不同的解像力图的缺陷。
为实现上述思想，本发明提供了一种模组镜头测试方法及系统，所述模组镜头测试方法包括：捕捉单元对镜头解像形成的图像进行捕捉，形成解像力图；所述捕捉单元对所述解像力图中的方框的边框进行采样，形成多个采样点，所述捕捉单元将多个所述采样点提供至处理单元；所述处理单元对所述采样点的灰度进行黑白对比，并形成数据拟合曲线；所述处理单元对所述数据拟合曲线进行傅里叶计算，形成所述镜头的空间频率响应值。
下面结合图1至图4对本发明实施例的模组镜头测试方法进行更详细的介绍。
图1是本发明一实施例中捕捉单元对镜头解像形成的图像进行捕捉形成的解像力图示意图。如图1所示，在右侧的较大图像为空间频率相应的解像力图，该解像力图基于Spatial frequency response(SFR)测量，主要是用于测量随着空间频率的线条增加对单一影像所造成的影响，在左侧的图像是将右侧的图像的一个局部进行放大，具体放大其中一个稍倾斜的方框，通过对该方框的边框进行测量，可以得到镜头的解像力值。该方框5可以作为垂直解像力条、对角线解像力条和水平解像力条的综合体，实现镜头对垂直影像的解像力，45度倾斜的对角线解像力对水平影像的解像力进行参考评估，捕捉单元对镜头解像形成的图像进行捕捉，形成解像力图，即图1中的右侧图像。然后捕捉单元只选取左侧图像，即所述方框的一个侧边，即白色区域1和黑色区域2的边界，(如图1所示)即可换算出约略相等于MFT的值的解像力评鉴图，方法简单，容易实现自动化测试。
图2是捕捉单元对所述解像力图中的方框的边框进行采样示意图，如图2所示，所述捕捉单元对所述解像力图中的方框的边框进行采样，形成多个采样点，所述捕捉单元将多个所述采样点提供至处理单元，包括：先对边框(即图1中的黑白斜线)进行分割，分割成多个采样段，例如图2中有4个采样段3，将每个采样段3再进行分割，形成面积大小相等的格子，每个格子对应一个采样点，每个采样段放大后会发现，在黑色格子和白色格子的交界处，还具有多个灰色格子，图2中，每个格子连接并垂直于一条线，所述线的另一端连接一个总采样段4，所述总采样段4的灰度是渐变的，总采样段4的每一点对应上面多个采样段中多个格子，并且这一点的灰度根据这些格子总的灰度相叠加形成。
图3是处理单元形成的数据拟合曲线示意图，如图3所示，处理单元对所述采样点的灰度进行黑白对比，并形成数据拟合曲线；数据拟合曲线的横坐标为总采样段上的采样点位置，数据拟合曲线的纵坐标为灰度。
进一步的，处理单元对所述数据拟合曲线进行傅里叶计算，形成所述镜头的空间频率响应值。所述处理单元对所述数据拟合曲线进行傅里叶计算，形成所述镜头的空间频率响应值具体包括：数据拟合曲线越陡峭，处理单元对所述数据拟合曲线进行傅里叶计算时，叠加的正弦波的数量越多，所述正弦波的数量越多，所述镜头的空间频率响应值越高。
图4是处理单元对数据拟合曲线进行差分计算示意图，如图4所示，所述处理单元对所述数据拟合曲线进行傅里叶计算包括：先对数据拟合曲线进行差分计算，再对所述差分计算的结果进行傅里叶计算，灰度变化较大的采样点位置，对应的差分值也较大。
具体的，在所述的模组镜头测试方法中，所述模组镜头测试方法还包括：将带有镜头的芯片模组放置于捕捉单元上；镜头对芯片模组的图像进行成像，形成解像形成的图像。
本实施例还提供一种模组镜头测试系统，所述模组镜头测试系统对镜头进行解像力测试，所述模组镜头测试系统包括捕捉单元和处理单元：所述捕捉单元，用于对镜头解像形成的图像进行捕捉，形成解像力图，还用于对所述解像力图中的方框的边框进行采样，形成多个采样点；处理单元，用于对所述采样点的灰度进行黑白对比，并形成数据拟合曲线，还用于对所述数据拟合曲线进行傅里叶计算，形成所述镜头的空间频率响应值。所述镜头位于芯片模组上，且所述镜头用于对芯片模组的图像进行成像，形成解像形成的图像。
具体的，在所述的模组镜头测试系统中，所述处理单元先对数据拟合曲线进行差分计算，再对所述差分计算的结果进行傅里叶计算。所述解像力图中的方框的边框为双色调黑白斜线。所述处理单元判断空间频率响应值时，根据数据拟合曲线的傅里叶计算的结果，数据拟合曲线越陡峭，处理单元对所述数据拟合曲线进行傅里叶计算时，叠加的正弦波的数量越多，所述正弦波的数量越多，所述镜头的空间频率响应值越高。
在本发明提供的模组镜头测试方法及系统中，通过捕捉单元对解像力图中的方框的边框进行采样，形成多个采样点，再通过处理单元对所述采样点的灰度进行黑白对比，并形成数据拟合曲线，然后处理单元对所述数据拟合曲线进行傅里叶计算，形成所述镜头的空间频率响应值，经过傅里叶计算的空间频率响应值，可以将不同频率的解像力图进行分析和测试，克服了现有技术中需要频繁的更换频率并重新获取不同的解像力图的缺陷，实现了全自动的模组镜头测试。并且，由于处理单元自动对数据拟合曲线进行采样和处理，即傅里叶计算，因此，对模组镜头的解像力高频测试也可以进行自动处理，无需人工判读，适合于全频(低频、中频和高频)的解像力测试。
综上，上述实施例对模组镜头测试系统的不同构型进行了详细说明，当然，本发明包括但不局限于上述实施中所列举的构型，任何在上述实施例提供的构型基础上进行变换的内容，均属于本发明所保护的范围。本领域技术人员可以根据上述实施例的内容举一反三。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (10)

1.一种模组镜头测试方法，其特征在于，所述模组镜头测试方法包括：
捕捉单元对镜头解像形成的图像进行捕捉，形成解像力图；
所述捕捉单元对所述解像力图中的方框的边框进行采样，形成多个采样点，所述捕捉单元将多个所述采样点提供至处理单元；
所述处理单元对所述采样点的灰度进行黑白对比，并形成数据拟合曲线；以及
所述处理单元对所述数据拟合曲线进行傅里叶计算，形成所述镜头的空间频率响应值。
2.如权利要求1所述的模组镜头测试方法，其特征在于，所述模组镜头测试方法还包括：
将带有镜头的芯片模组放置于捕捉单元上；以及
镜头对芯片模组的图像进行成像，形成解像形成的图像。
3.如权利要求1所述的模组镜头测试方法，其特征在于，所述处理单元对所述数据拟合曲线进行傅里叶计算包括：先对数据拟合曲线进行差分计算，再对所述差分计算的结果进行傅里叶计算。
4.如权利要求1所述的模组镜头测试方法，其特征在于，所述解像力图中的方框的边框为双色调黑白斜线。
5.如权利要求1所述的模组镜头测试方法，其特征在于，所述处理单元对所述数据拟合曲线进行傅里叶计算，形成所述镜头的空间频率响应值包括：数据拟合曲线越陡峭，处理单元对所述数据拟合曲线进行傅里叶计算时，叠加的正弦波的数量越多，所述正弦波的数量越多，所述镜头的空间频率响应值越高。
6.一种模组镜头测试系统，所述模组镜头测试系统对镜头进行解像力测试，其特征在于，所述模组镜头测试系统包括捕捉单元和处理单元：
所述捕捉单元，用于对镜头解像形成的图像进行捕捉，形成解像力图，还用于对所述解像力图中的方框的边框进行采样，形成多个采样点，所述捕捉单元将多个所述采样点提供至处理单元；以及
所述处理单元，用于对所述采样点的灰度进行黑白对比，并形成数据拟合曲线，还用于对所述数据拟合曲线进行傅里叶计算，形成所述镜头的空间频率响应值。
7.如权利要求6所述的模组镜头测试系统，其特征在于，所述镜头位于芯片模组上，且所述镜头用于对芯片模组的图像进行成像，形成解像形成的图像。
8.如权利要求6所述的模组镜头测试系统，其特征在于，所述处理单元先对数据拟合曲线进行差分计算，再对所述差分计算的结果进行傅里叶计算。
9.如权利要求6所述的模组镜头测试系统，其特征在于，所述解像力图中的方框的边框为双色调黑白斜线。
10.如权利要求6所述的模组镜头测试系统，其特征在于，所述处理单元判断空间频率响应值时，根据数据拟合曲线的傅里叶计算的结果，数据拟合曲线越陡峭，处理单元对所述数据拟合曲线进行傅里叶计算时，叠加的正弦波的数量越多，所述正弦波的数量越多，所述镜头的空间频率响应值越高。
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