CN109660789B - 一种测量设备及相机动态范围测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种测量设备及相机动态范围测量方法，涉及电子技术领域，以解决测量相机动态范围不精准的问题。其中，所述测量设备包括：箱体，所述箱体内安装有照明装置，所述照明装置正对的箱壁上设有开口，所述开口覆盖有测试卡，所述照明装置发出的光线均匀照射在所述测试卡上；所述测试卡包括人脸图像和多个亮度区间，所述多个亮度区间的透明度按照预设顺序逐渐变化。本发明实施例中的测量设备用于实现相机动态范围测量方法。

Description

一种测量设备及相机动态范围测量方法

技术领域

本发明实施例涉及电子技术领域，尤其涉及一种测量设备及相机动态范围测量方法。

背景技术

近年来，随着科技的进步，各种拍摄设备的拍摄技术也日新月异，拍摄图片的动态范围也越来越高。

其中，随着移动终端的不断完善，不仅实现了通信功能，更多地实现了娱乐功能，特别是拍摄功能。为了满足用户的需求，移动终端中的相机动态范围也越来越高。

因此在生产中，不可避免地需测量相机动态范围，常见的测量设备仅能够测量相机拍摄的最暗区间与最亮区间之间的动态范围。而现有的拍摄行为中，拍摄主体大多为人物，但在测量相机动态范围时，并没有考虑人物这一影响因素，从而导致测量的相机动态范围不精准。

发明内容

本发明实施例提供一种测量设备，以解决测量相机动态范围不精准的问题。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：一种测量设备，包括：箱体，所述箱体内安装有照明装置，所述照明装置正对的箱壁上设有开口，所述开口覆盖有测试卡，所述照明装置发出的光线均匀照射在所述测试卡上；所述测试卡包括人脸图像和多个亮度区间，所述多个亮度区间的透明度按照预设顺序逐渐变化。

另一方面，本发明实施例还提供了一种基于上述测量设备的相机动态范围测量方法，包括：所述照明装置以预设亮度值的光线均匀照射所述测试卡；第一相机设备拍摄所述测试卡，并识别所述人脸图像；通过所述第一相机设备输出测试卡图像，并在所述测试卡图像中获取最高亮度区间和最低亮度区间；第二相机设备分别对所述测试卡对应的所述最高亮度区间、所述最低亮度区间，以及所述人脸图像进行测光；通过所述第二相机设备分别获取三处位置测光时的快门速度，并根据所述快门速度获取第一相机设备动态范围；其中，所述第一相机设备动态范围至少包括所述人脸图像与所述最高亮度区间之间的第一动态范围，以及所述人脸图像与最低亮度区间之间的第二动态范围。

本发明实施例中的测量设备用于实现相机动态范围的测量。工作人员在测量相机动态范围时，将测试卡安装在箱体的开口处，开启照明装置，确保照明装置发出的光线均匀照射在测试卡的各个位置。使用待测量的相机设备拍摄测试卡，在识别到人脸图像后输出测试卡图像。工作人员可进行多次拍摄输出图像的操作，并在每次输出图像后进行图像查阅，并适当调整下一次拍摄的照明光线的亮度，直至照明光线的亮度达到一定值时，对应输出的测试卡图像中，至少有一个亮度区间过曝，则完成拍摄。进一步在最后输出的测设卡图像中找到亮度仅次于过曝的亮度区间，该亮度区间即相机设备能够拍摄到的最高亮度区间；同理，在最后输出的测设卡图像中找到暗度仅次于过暗的亮度区间，该亮度区间即相机设备能够拍摄到的最低亮度区间。进一步地，继续保持照明装置发出光线的亮度，使用相机设备对测试卡上对应的最高亮度区间、最低亮度区间和人脸图像进行测光，测得每处的快门速度，再根据整档快门速度的换算方法得到每处测光位置对应的档数，从而得到最高亮度区间与最低亮度区间之间的动态范围、最高亮度区间与人脸图像之间的动态范围，以及最低亮度区间与人脸图像之间的动态范围。从上述过程可以看出，本实施例在人像场景中测得相机动态范围，综合考虑了人像因素，将最高亮度区间与最低亮度区间之间的动态范围划分为包含人像的子范围，提高测量相机动态范围的精准度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的测量设备的结构示意图；

图2是本发明实施例的测试卡的结构示意图；

图3是本发明实施例的相机动态范围测量方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

参见图1，本实施例提出了一种测量设备，包括：箱体1，箱体1内安装有照明装置，照明装置正对的箱壁上设有开口，开口上覆盖有测试卡2，照明装置发出的光线均匀照射在测试卡2上；测试卡2包括人脸图像4和多个亮度区间3，多个亮度区间3的透明度按照预设顺序逐渐变化。

本发明实施例中的测量设备用于实现相机动态范围的测量。工作人员在测量相机动态范围时，将测试卡2安装在箱体1的开口处，开启照明装置，确保照明装置发出的光线均匀照射在测试卡2的各个位置。使用待测量的相机设备拍摄测试卡2，在识别到人脸图像4后输出测试卡图像。工作人员可进行多次拍摄输出图像的操作，并在每次输出图像后进行图像查阅，并适当调整下一次拍摄的照明光线的亮度，直至照明光线的亮度达到一定值时，对应输出的测试卡图像中，至少有一个亮度区间3过曝，则完成拍摄。进一步在最后输出的测设卡图像中找到亮度仅次于过曝的亮度区间3，该亮度区间3即相机设备能够拍摄到的最高亮度区间；同理，在最后输出的测设卡图像中找到暗度仅次于过暗的亮度区间3，该亮度区间3即相机设备能够拍摄到的最低亮度区间。进一步地，继续保持照明装置发出光线的亮度，使用相机设备对测试卡2上对应的最高亮度区间、最低亮度区间和人脸图像4进行测光，测得每处的快门速度，再根据整档快门速度的换算方法得到每处测光位置对应的档数，从而得到最高亮度区间与最低亮度区间之间的动态范围、最高亮度区间与人脸图像4之间的动态范围，以及最低亮度区间与人脸图像4之间的动态范围。从上述过程可以看出，本实施例在人像场景中测得相机动态范围，综合考虑了人像因素，将最高亮度区间与最低亮度区间之间的动态范围划分为包含人像的子范围，提高测量相机动态范围的精准度。

进一步地，本实施例得到的数据可以直观地判断拍摄器材动态范围的优劣，进一步用于测试、研发等用途。

优选地，在拍摄测试卡2并输出测试卡图像的过程中，用户开启拍摄界面后，可采用自动测光模式，在检测到人脸图像4后，输出测试卡图像。

在测量过程中，包括两个拍摄步骤，分别为拍摄测试卡2用于输出测试卡图像，以及拍摄测试卡2用于测光。在这两大拍摄步骤中，相机设备均需放置于测试卡2的前方，拍摄镜头的方向要一致，并与测试卡2垂直，以避免因拍摄角度导致光线变化，从而确保测量的精准度。

需要说明的是，在测光过程中，优选采用单反相机设备，三处测光的ISO和光圈固定，采用长焦镜头进行测光，长焦镜头能够达到更多的拍摄精准度，从而可得到更为精准的相机动态范围。

进一步地，在测光环节中，可采用半按快门的方式测得快门速度，无需输出图像。

参见图2，进一步地，测试卡2为矩形，测试卡2被划分为16行和16列，形成256个区间，256个区间包括第一区间和至少一个第二区间；每个第一区间分别用于显示一个亮度区间，至少一个第二区间用于显示人脸图像，每列亮度区间3的透明度按照一个方向逐级变化；每行亮度区间3的透明度按照一个方向逐级变化。

对应地，箱壁上形成的开口也为矩形，与测试卡2的形状吻合，利于测试卡2的各个位置被均匀照射。

优选地，根据矩形的特征，将矩形划分为16行和16列，形成256个区间，形成的256个区间中，包括两类区间，分别是第一区间和第二区间，其中，每个第一区间用于显示一个亮度区间3，至少一个第二区间用于显示人脸图像4。进一步地，可理解为，256个区间中，若干个相邻的区间组合在一起，用于显示人脸图像，其余的所有区间分别显示一个亮度区间3。

本实施例中的测试卡2上分布有多个亮度区间3，如图2所示，若人脸图像4占用10个第二区间，则测试卡2分布有255个亮度区间3，每个亮度区间3的透明度不同，相比于仅有十几个亮度区间的测试卡，本实施例的测试卡2中，各个亮度区间3之间的透明度变化更为细微，从而能够体现出更多的透明度值，使得获取的最亮亮度区间和最低亮度区间的精准度更高，进而测得的相机动态范围的精准度也更高。

参见图2，在任一列中，可按照从上到下的顺序，使该列的亮度区间3的透明度逐渐变高；在任一行中，可按照从左到右的顺序，使该行的亮度区间3的透明度逐渐变高。最终形成的255个亮度区间3中，左上角的亮度区间3的透明度最低，右下角的亮度区间3的透明度最高。

在更多的实施例中，多个亮度区间3也可按照其它规律分布，多个亮度区间3的透明度也可按照其它规律变化。

当照明装置的光线均匀照射在测试卡2上时，每个亮度区间3的透光率不同，可模拟现实场景中的不同亮度值。

优选地，每个亮度区间3标注有识别码。

为了在测量过程中，快速找到对应的亮度区间3，每个亮度区间3都标注有唯一的识别码。

例如，阅览测试卡图像时，可记录下最亮亮度区间和最暗亮度区间的识别码，以便于后期进行测光时快速在测试卡2中找到对应的亮度区间3。

示例性地，256个区间可分别对应标注为“0～255”的序列号。透明度最低的亮度区间3标注为“0”，透明度最高的亮度区间3标注为“255”。从而不同的序列号，还可表示对应亮度区间3的透明程度。其中的第二区间用于显示人脸图像4，可不进行标注。

参见图2，进一步地，为了避免识别码因遮挡对亮度区间3的透明度造成影响，可将识别码5标注在相邻亮度区间3的分割线上。

优选地，测试卡2上设有纹理。

可选用有质感的材料打印测试卡2，以使测试卡2本身带有细小的纹理。其中，纹理的形式不限于纹路、颗粒等。

在测量中，可依据纹理的可见度来判断是否过曝或者过暗。

例如，在测试卡图像中，至少有一个亮度区间3出现了过曝现象，判断的依据为过曝的亮度区间3中，完全看不到细小的纹理；同理，在较暗的亮度区间3中完全看不到细小的纹理，即为过暗。

在测量中，还可依据纹理的可见度来确定最亮亮度区间和最暗亮度区间。

例如，阅览测试卡图像时，找到能够呈现细小纹理的最亮亮度区间和最暗亮度区间，即找到的最亮亮度区间和最暗亮度区间可表示为待测量的相机设备能够拍摄的最亮亮度和最低亮度。

在测量中，还可依据纹理的可见度来进行测光。

例如，在测光时，当拍摄到细小纹理时可按下快门。

优选地，测试卡2为高透型玻璃测试卡；或者，测试卡2为高透型塑料测试卡。

人脸图像4和其它的亮度区间3(即灰阶)为一体结构，采用的是同样的材质，以避免因材质不同而出现的干扰因素，确保测量的精准度。

在实际生产中，可通过打印的方式制备测试卡2。

优选地，人脸图像4位于测试卡2的中心位置。

相机设备拍摄时，人脸图像4在中间成像，相机设备识别的敏感度较高，识别准确，从而更容易识别到人脸图像4。

其中，在对人脸图像4进行测光时，可选取人脸图像4上的任一位置进行测光，如脸颊、额头等。

优选地，人脸图像4的亮度值为150Lx～155Lx。

当人脸图像4的亮度值为150Lx～155Lx时，人脸图像4的拍摄效果最好。

需要说明的是，150Lx～155Lx为黄皮肤人种的最佳亮度值。本实施例适用于任一肤色的人种，可根据不同肤色人种对应的最佳亮度值，更改人脸图像4的亮度值。

进一步地，人脸图像4包括人脸区域和人脸区域周围的背景区域，为了确保测量的精准度，优选人脸区域和背景区域为同一亮度值。

需要说明的是，人脸图像4可以是彩色图像或者黑白图像，本实施例不作具体限定。

优选地，照明装置为LED照明装置，LED照明装置发出光线的亮度调节范围为10Lx～130000Lx。

LED照明装置能够保证照射区域的均匀性足够高，以确保测量结果的精准。

LED照明装置发出光线的亮度值可调节，亮度调节范围为10Lx～130000Lx，该范围内的中间值可以进行微调。其中，10Lx～10000Lx的范围适用于常见的移动终端的相机动态范围的测量，而亮度调节范围设计为10Lx～130000Lx，还能实现更多设备的动态范围测量。

参见图1，优选地，箱壁的外侧设有卡槽11；测试卡2包括测试区域21和围绕在测试区域21的边缘区域22，边缘区域22卡装在卡槽11内，测试区域21覆盖在开口上。

测试卡2通过卡槽11安装在箱体1的箱壁上，便于更换和测量。

测试卡2包括测试区域21和边缘区域22，测试区域21包括多个亮度区间3和人脸图像4，用于实现测量；边缘区域22围绕在测试区域21的周围，边缘区域22可对应在开口外，以确保照明装置发出的光线能够通过开口均匀照射在测试卡2的每一个亮度区间3以及人脸图像4上。

边缘区域22位于测试区域21周围，还可起到保护测试区域21的作用，以避免外边缘的亮度区间3出现破损等。

优选地，卡槽11为长条状，其横截面为L型，卡槽11的数量为两个，分别对应设于开口外的上下边缘外，测试卡2的对应边缘分别卡装在两个卡槽11内，使得测试卡2安装稳定，提高测量的精准度。

在实际操作中，在箱体1安装好照明装置后，形成灯箱。打开照明装置开始照明，将测试卡2嵌入箱体1前部的卡槽11内。

优选地，本实施例中的测量设备用于实现测量相机动态范围，其中的相机包括具有拍摄功能的相机设备，如移动终端、拍摄机等。

进一步地，移动终端的相机动态范围包括前置摄像头动态范围和后置摄像头动态范围。

综上所述，本实施例中的测量设备采用灯箱光源进行测量，根据人眼观察进行主观判断，可以更好得模拟用户对相机动态范围的实际体验，补足了现有的测量设备测量相机动态范围时不能测量带人像场景的缺点，实现了对应用比较多的人像场景进行测量。

实施例二

参见图3，本实施例提供了一种基于实施例一中的测量设备的相机动态范围测量方法，包括：

步骤S1：照明装置以预设亮度值的光线均匀照射测试卡。

照明装置发出的光线的亮度可调，这里的预设亮度值可以是用户经多次拍摄后调节到的预设亮度值。

预设亮度值与待测量设备的光比有关，待测量设备的光比越大，要求的预设亮度值越高。

照明装置以预设亮度值的光线均匀照射测试卡，待测量设备对测试卡拍摄，输出的图像中，至少有一个亮度区间过曝。

步骤S2：第一相机设备拍摄测试卡，并识别人脸图像。

第一相机设备为待测量设备。打开拍摄界面，成功识别人脸图像后，拍摄测试卡。

步骤S3：通过第一相机设备输出测试卡图像，并在测试卡图像中获取最高亮度区间和最低亮度区间。

在测试卡图像除过曝、过暗的亮度区间外，确定能够看清细节的最高亮度区间和最低亮度区间。

步骤S4：第二相机设备分别对测试卡对应的最高亮度区间、最低亮度区间，以及人脸图像进行测光。

第二相机设备采用与第一相机设备同样的拍摄角度，对测试卡的最高亮度区间、最低亮度区间，以及人脸图像进行测光。

第二相机设备和第一相机设备可以是同一设备，也可以是两个设备。

步骤S5：通过第二相机设备分别获取三处位置测光时的快门速度，并根据快门速度获取第一相机设备动态范围。

其中，第一相机设备动态范围至少包括人脸图像与最高亮度区间之间的第一动态范围，以及人脸图像与最低亮度区间之间的第二动态范围。

本发明实施例中的测量设备用于实现相机动态范围的测量。工作人员在测量相机动态范围时，将测试卡安装在箱体的开口处，开启照明装置，确保照明装置发出的光线均匀照射在测试卡的各个位置。使用待测量的相机设备拍摄测试卡，在识别到人脸图像后输出测试卡图像。工作人员可进行多次拍摄输出图像的操作，并在每次输出图像后进行图像查阅，并适当调整下一次拍摄的照明光线的亮度，直至照明光线的亮度达到一定值时，对应输出的测试卡图像中，至少有一个亮度区间过曝，则完成拍摄。进一步在最后输出的测设卡图像中找到亮度仅次于过曝的亮度区间，该亮度区间即相机设备能够拍摄到的最高亮度区间；同理，在最后输出的测设卡图像中找到暗度仅次于过暗的亮度区间，该亮度区间即相机设备能够拍摄到的最低亮度区间。进一步地，继续保持照明装置发出光线的亮度，使用相机设备对测试卡上对应的最高亮度区间、最低亮度区间和人脸图像进行测光，测得每处的快门速度，再根据整档快门速度的换算方法得到每处测光位置对应的档数，从而得到最高亮度区间与最低亮度区间之间的动态范围、最高亮度区间与人脸图像之间的动态范围，以及最低亮度区间与人脸图像之间的动态范围。从上述过程可以看出，本实施例在人像场景中测得相机动态范围，综合考虑了人像因素，将最高亮度区间与最低亮度区间之间的动态范围划分为包含人像的子范围，提高测量相机动态范围的精准。

本发明实施例提供的相机动态范围测量方法是基于图1和图2的装置实施例中设备而实现的，因此能够实现图1和图2的装置实施例中设备所实现的各个过程，为避免重复，这里不再赘述。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种测量设备的动态范围测量方法，其特征在于，包括：

照明装置以预设亮度值的光线均匀照射测试卡；

第一相机设备拍摄所述测试卡，并识别人脸图像，所述测试卡包括人脸图像和多个亮度区间，所述多个亮度区间的透明度按照预设顺序逐渐变化；

通过所述第一相机设备输出测试卡图像，并在所述测试卡图像中获取最高亮度区间和最低亮度区间；

第二相机设备分别对所述测试卡对应的最高亮度区间、最低亮度区间，以及所述人脸图像进行测光；

通过所述第二相机设备分别获取三处位置测光时的快门速度，并根据所述快门速度获取第一相机设备动态范围；

其中，所述第一相机设备动态范围至少包括所述人脸图像与所述最高亮度区间之间的第一动态范围，以及所述人脸图像与最低亮度区间之间的第二动态范围。

2.一种测量设备，其特征在于，所述测量设备用于执行权利要求1所述的动态范围测量方法，所述测量设备包括：箱体，所述箱体内安装有照明装置，所述照明装置正对的箱壁上设有开口，所述开口覆盖有测试卡，所述照明装置发出的光线均匀照射在所述测试卡上；

其中，测量所述动态范围具体为使用所述第二相机对所述测试卡上对应的最高亮度区间、最低亮度区间和所述人脸图像进行测光，测得每处的快门速度，再根据整档快门速度的换算方法得到每处测光位置对应的档数，从而得到所述最高亮度区间与所述最低亮度区间之间的动态范围、所述最高亮度区间与所述人脸图像之间的动态范围，以及所述最低亮度区间与所述人脸图像之间的动态范围。

3.根据权利要求2所述的测量设备，其特征在于，所述测试卡为矩形，所述测试卡被划分为16行和16列，形成256个区间，所述256个区间包括第一区间和至少一个第二区间；

每个所述第一区间分别用于显示一个所述亮度区间，所述至少一个第二区间用于显示所述人脸图像；

其中，每列所述亮度区间的透明度按照一个方向逐级变化；

每行所述亮度区间的透明度按照一个方向逐级变化。

4.根据权利要求2所述的测量设备，其特征在于，每个所述亮度区间标注有识别码。

5.根据权利要求2所述的测量设备，其特征在于，所述测试卡上设有纹理。

6.根据权利要求2所述的测量设备，其特征在于，所述测试卡为高透型玻璃测试卡；或者，

所述测试卡为高透型塑料测试卡。

7.根据权利要求2所述的测量设备，其特征在于，所述人脸图像位于所述测试卡的中心位置。

8.根据权利要求2所述的测量设备，其特征在于，所述人脸图像的亮度值为150Lx～155Lx。

9.根据权利要求2所述的测量设备，其特征在于，所述照明装置为LED照明装置，所述LED照明装置发出光线的亮度调节范围为10Lx～130000Lx。

10.根据权利要求2所述的测量设备，其特征在于，所述箱壁的外侧设有卡槽；

所述测试卡包括测试区域和围绕在所述测试区域的边缘区域，所述边缘区域卡装在所述卡槽内，所述测试区域覆盖在所述开口上。

Images