CN112203080A - 解像力测试方法、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种光学成像系统的解像力测试方法、设备及存储介质。所述解像力测试方法包括：通过所述光学成像系统对包含多个圆形图案的标板进行拍摄以获取测试图像，所述测试图像包含与所述多个圆形图案对应的多个第一图案；基于所述多个第一图案中的待测第一图案的边界上的基点和所述待测第一图案的经过所述基点的法线确定边缘扩展路径；沿所述边缘扩展路径超采样提取所述测试图像的像素信息；以及基于所超采样提取的像素信息确定所述光学成像系统的MTF。

Description

解像力测试方法、设备及存储介质

技术领域

本申请涉及测量测试领域，具体地，涉及一种光学成像系统的解像力测试方法、设备及存储介质。

背景技术

随着移动电子设备的普及，光学成像系统已成为电子终端中不可或缺的一部分以满足用户对影像拍摄的需求。一方面，使用者对成像质量和效果的要求越来越高。为了满足越来越广泛的市场需求，高像素、小尺寸、大光圈是现有摄像模组的发展趋势。另一方面，在单镜头摄像模组难以满足使用者在成像质量和效果以及多样化需求的基础上，阵列式摄像模组不可避免的被应用在电子终端中。

阵列式摄像模组通常包含有至少两个摄像模组，根据不同的成像需求进行不同功能的摄像模组的组合，从而在变焦拍摄、大视场拍摄等方面比单镜头摄像有更优秀的表现。这种阵列式摄像模组成为当下及未来的热门应用。

目前，阵列式摄像模组通常包含有长焦摄像模组、广角摄像模组、普通模组等。常见地，双摄模组采用长焦模组与广角模组的组合，长焦镜头可以作为主摄像头来拍摄照片，而广角镜头具有大视场，可以用来辅助计算照片的深度信息，以便进行后续的图像虚化处理。

为保证摄像模组在出厂前满足性能要求，摄像模组在生产过程中要对摄像模组的解像力进行测试。目前对常规摄像模组的检测方法通常为：设置棋盘式或者网格式标板，利用光源照亮标板，选取合适的测试距离，利用待检测的摄像模组对标板进行拍摄，并将获得的图像传输至测试设备并对图像进行处理计算分析以判断待检测模组的解像力是否符合要求。

现有的光学成像系统的解像力测试方法主要有TV line检测、MTF检测以及SFR检测。

TV line主要用于主观测试，也有一些读取TV line的软件如HYRes。但是总体来说没有一个具体的标准。大多数测试方是以人的读取为标准。不同人的读取，以及读取人的状态的不同都会导致读取值的不同。而且如按照ISO 12233表读出的线对数只能代表读出位置的状况。而中心的TV line跨度很大，很难反映一个成像系统。

MTF(调制传递函数)是描述不同空间频率下的调制函数。经常采用MTF描述光学成像系统的MTF曲线以表明光学成像系统的成像能力。MTF的计算就是计算线对间最亮和最暗线对的对比度。计算公式为：MTF＝(最大亮度–最小亮度)/(最大亮度+最小亮度)。

SFR(空间频率响应)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。需要一个黑白的斜边(刀口)可换算出约略相等于所有空间频率下的MTF。通过这条斜边的图进行超采样得到一条更加细腻的黑白变换的直线(ESF)，然后通过这条直线求导得到直线的变化率(LSF)，然后对这个变化率进行FFT变换得到各个频率下的MTF值。

广角摄像模组的加入带来了新的技术挑战。例如，广角摄像模组的视场场曲畸变较大。例如，视场角(FOV)为130°的镜头，其畸变大于10％。在利用现有棋盘式的标板进行拍照测试时，广角摄像模组在测试解像力时的大畸变引起常规CTF标板四角解像力无法测试。换言之，广角摄像模组拍摄的图像受畸变影响，其外围测试直线弯曲严重。在利用现有的刃边处理的算法进行计算时，测试误差较大，从而导致校正参数偏差较大。

发明内容

本申请的一方面提供了一种光学成像系统的解像力测试方法。所述解像力测试方法包括：通过所述光学成像系统对包含多个圆形图案的标板进行拍摄以获取测试图像，所述测试图像包含与所述多个圆形图案对应的多个第一图案；基于所述多个第一图案中的待测第一图案的边界上的基点和所述待测第一图案的经过所述基点的法线确定边缘扩展路径；沿所述边缘扩展路径超采样提取所述测试图像的像素信息；以及基于所超采样提取的像素信息确定所述光学成像系统的MTF。

根据本申请示例性实施方式，所述第一图案为圆形或椭圆形。

根据本申请示例性实施方式，基于所超采样提取的像素信息确定所述光学成像系统的MTF包括：基于所超采样提取的像素信息确定所述待测第一图案的边界的ESF(边缘扩展函数)；基于所述待测第一图案的ESF确定所述待测第一图案的边界的LSF(线扩展函数)；以及基于所述待测第一图案的LSF确定所述光学成像系统的MTF。

根据本申请示例性实施方式，基于所述多个第一图案中的待测第一图案的边界上的基点和所述待测第一图案的经过所述基点的法线确定边缘扩展路径包括：将以所述基点为中点并沿所述法线延伸的线段确定为所述边缘扩展路径。

根据本申请示例性实施方式，获取所述测试图像包括：通过提取所拍摄的、包含所述标板的图像的亮度分量来获取亮度分量图；以及基于预设阈值分割所述亮度分量图以获得二值化的所述测试图像。

根据本申请示例性实施方式，获取所述测试图像还包括：在提取所述亮度分量之前将所拍摄的、包含所述标板的图像按预定比例缩小。

根据本申请示例性实施方式，基于所述多个第一图案中的待测第一图案的边界上的基点和所述待测第一图案的经过所述基点的法线确定边缘扩展路径包括：基于二值化的所述测试图像的连通域确定所述多个第一图案；基于给定视场点确定与测试区域对应的ROI；基于所述多个第一图案的标志点和所述给定视场点在所述ROI中选择所述待测第一图案；确定所述待测第一图案的边界和所述待测第一图案的经过所述基点的法线；以及基于所述边界上的基点和所述法线确定所述边缘扩展路径。

根据本申请示例性实施方式，确定所述待测第一图案的边界包括：确定所述待测第一图案的弧边区域；查找所述待测第一图案的中心；以及通过基于所述待测第一图案的中心在所述弧边区域中对所述待测第一图案的边缘点进行定位和拟合，确定所述待测第一图案的边界。

根据本申请示例性实施方式，确定所述待测第一图案的经过所述基点的法线包括：通过最小二乘法拟合出所述待测第一图案的边缘点的边界方程；以及沿所述待测第一图案的边界的基点计算出各基点的法线。

本申请的另一方面提供了一种解像力测试设备。所述解像力测试设备包括：标板，所述标板包含多个圆形图案；光源，所述光源向所述标板提供照射光；测试台，所述测试台面对所述标板并用于安装光学成像系统；以及图像处理器，所述图像处理器连接至所述光学成像系统并执行控制以执行以下操作：控制所述光学成像系统对所述标板进行拍摄以获取测试图像，所述测试图像包含与所述多个圆形图案对应的多个第一图案；基于所述多个第一图案中的待测第一图案的边界上的基点和所述待测第一图案的经过所述基点的法线确定边缘扩展路径；沿所述边缘扩展路径超采样提取所述测试图像的像素信息；以及基于所超采样提取的像素信息确定所述光学成像系统的MTF。

根据本申请示例性实施方式，所述第一图案为圆形或椭圆形。

根据本申请示例性实施方式，所述图像处理器还配置为：基于所超采样提取的像素信息确定所述待测第一图案的边界的ESF；基于所述待测第一图案的ESF确定所述待测第一图案的边界的LSF；以及基于所述待测第一图案的LSF确定所述光学成像系统的MTF。

根据本申请示例性实施方式，所述图像处理器还配置为：将以所述基点为中点并沿所述法线延伸的线段确定为所述边缘扩展路径。

根据本申请示例性实施方式，所述图像处理器还配置为：通过提取所拍摄的、包含所述标板的图像的亮度分量来获取亮度分量图；以及基于预设阈值分割所述亮度分量图以获得二值化的所述测试图像。

根据本申请示例性实施方式，所述图像处理器还配置为：在提取所述亮度分量之前将所拍摄的、包含所述标板的图像按预定比例缩小。

根据本申请示例性实施方式，所述图像处理器还配置为：基于二值化的所述测试图像的连通域确定所述多个第一图案；基于给定视场点确定与测试区域对应的ROI；基于所述多个第一图案的标志点和所述给定视场点在所述ROI中选择所述待测第一图案；确定所述待测第一图案的边界和所述待测第一图案的经过所述基点的法线；以及基于所述边界上的基点和所述法线确定所述边缘扩展路径。

根据本申请示例性实施方式，确定所述待测第一图案的边界包括：确定所述待测第一图案的弧边区域；查找所述待测第一图案的中心；以及通过基于所述待测第一图案的中心在所述弧边区域中对所述待测第一图案的边缘点进行定位和拟合，确定所述待测第一图案的边界。

根据本申请示例性实施方式，确定所述待测第一图案的经过所述基点的法线包括：通过最小二乘法拟合出所述待测第一图案的边缘点的边界方程；以及沿所述待测第一图案的边界的基点计算出各基点的法线。

本申请还提供了一种光学成像系统的组装方法。所述组装方法包括：将至少两个镜头部件沿光轴预定位，其中，在相邻两个镜头部件之间具有结构间隙；通过上述解像力测试方法基于主动校准调整已预定位的至少两个镜头部件的相对位置；在所述结构间隙布设粘合剂；以及在基于主动校准调整后的位置处固化所述粘合剂。

本申请还提供了一种光学成像系统的组装方法。该组装方法包括：将至少一个镜头部件和感光部件沿光轴预定位；利用所述感光部件透过所述至少一个镜头部件对包含多个圆形图案的标板进行拍摄以获取测试图像，所述测试图像包含与所述多个圆形图案对应的多个第一图案；基于所述多个第一图案中的待测第一图案的边界上的基点和所述待测第一图案的经过所述基点的法线确定边缘扩展路径；沿所述边缘扩展路径超采样提取所述测试图像的像素信息；以及基于所超采样提取的像素信息确定所述光学成像系统的MTF；基于所确定的MTF调整所述至少一个镜头部件和所述感光部件的相对位置。

本申请的另一方面提供了一种非暂时性机器可读存储介质，所述非暂时性机器可读存储介质存储有机器可读指令，所述机器可读指令能够由处理器执行并且致使所述处理器执行以下操作：通过所述光学成像系统对包含多个圆形图案的标板进行拍摄以获取测试图像，所述测试图像包含与所述多个圆形图案对应的多个第一图案；基于所述多个第一图案中的待测第一图案的边界上的基点和所述待测第一图案的经过所述基点的法线确定边缘扩展路径；沿所述边缘扩展路径超采样提取所述测试图像的像素信息；以及基于所超采样提取的像素信息确定所述光学成像系统的MTF。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是示出了根据本申请示例性实施方式的一种光学成像系统的解像力测试方法；

图2是示出了根据本申请示例性实施方式的标板的示意图；

图3是示出了因场曲畸变等因素造成的第一图案相对于圆形图案的形变对比图；

图4是示出了根据本申请示例性实施方式的一种光学成像系统的解像力测试设备；以及

图5是示出了根据本申请实施方式的一种计算机系统。

具体实施方式

为了更好地理解本申请，将参考附图对本申请的各个方面做出更详细的说明。应理解，这些详细说明只是对本申请的示例性实施方式的描述，而非以任何方式限制本申请的范围。在说明书全文中，相同的附图标号指代相同的元件。表述“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。

应注意，在本说明书中，第一、第二、第三等的表述仅用于将一个特征与另一个特征区分开来，而不表示对特征的任何限制。在附图中，为了便于说明，已稍微调整了部件的厚度、尺寸和形状。附图仅为示例而并非严格按比例绘制。如在本文中使用的，用语“大致”、“大约”以及类似的用语用作表近似的用语，而不用作表程度的用语，并且旨在说明将由本领域普通技术人员认识到的、测量值或计算值中的固有偏差。

还应理解的是，用语“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示存在所陈述的特征、元件和/或部件，但不排除存在或附加有一个或多个其它特征、元件、部件和/或它们的组合。此外，当诸如“...中的至少一个”的表述出现在所列特征的列表之后时，修饰整个所列特征，而不是修饰列表中的单独元件。此外，当描述本申请的实施方式时，使用“可”表示“本申请的一个或多个实施方式”。并且，用语“示例性的”旨在指代示例或举例说明。

除非另外限定，否则本文中使用的所有措辞(包括工程术语和科技术语)均具有与本申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。还应理解的是，除非本申请中有明确的说明，否则在常用词典中定义的词语应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义，而不应以理想化或过于形式化的意义解释。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。另外，除非明确限定或与上下文相矛盾，否则本申请所记载的方法中包含的具体操作不必限于所记载的顺序，而可以任意顺序执行或并行地执行。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

图1是示出了根据本申请示例性实施方式的一种光学成像系统的解像力测试方法。本申请的解像力测试方法整体上基于SFR的测试思想。解像力测试方法1000包括以下操作。

在操作S1010中，通过所述光学成像系统对包含多个圆形图案的标板进行拍摄以获取测试图像，所述测试图像包含与所述多个圆形图案对应的多个第一图案。

图2是示出了根据本申请示例性实施方式的标板的示意图。标板包含多个圆形图案。这些圆形图案例如表现为黑色的实心圆。黑色实心圆的外边缘为白色色块。即，黑色的实心圆被白色色块包围，并且黑色的实心圆与白色色块交替出现。在标板的白色底板上分布有多个规则排布的黑色的实心圆，这些黑色的实心圆按照一定的间距进行分布，圆的半径以及分布间距与测试距离和待测试的光学成像系统的性能相适应。标板被置于光学成像系统的视场内以保障被拍摄的图像清晰。

由于场曲畸变等因素，通过光学成像系统拍摄的、包含所述标板的图像不一定呈现标准的圆形，而可能呈现诸如椭圆形的图案。图3是示出了因场曲畸变等因素造成的第一图案相对于圆形图案的形变对比图。所获取的第一图案与标板上的圆形图案一一对应。

在操作S1020中，基于所述多个第一图案中的待测第一图案的边界上的基点和所述待测第一图案的经过所述基点的法线确定边缘扩展路径。

被拍摄的多个第一图案中，仅部分第一图案是将进行后续处理分析的图案。因此，可从多个第一图案中选择待测第一图案。然后，基于该待测第一图案的边界上的点(以下称作基点)和第一图案的经过该基点的法线来确定用于ESF的边缘扩展路径。

在传统的棋盘式标板的测试方案中，需要计算刃口倾斜角度，然后再计算ESF。然而，正如上所述，随着广角镜头的FOV增大，其成像边缘的形变增大。在此情况下，计算刃口倾斜角度的时序成本增高，不利于提高生产测试效率。本申请可基于所述多个第一图案中的待测第一图案的边界上的基点和所述待测第一图案的经过所述基点的法线确定边缘扩展路径，从而取消了对刃口倾斜角的计算过程，使得计算更加简单和快速。

在操作S1030中，沿所述边缘扩展路径超采样提取所述测试图像的像素信息。最终，在操作S1040中，基于所超采样提取的像素信息确定所述光学成像系统的MTF。

根据本申请示例性实施方式，测试图像可以是二值化图。获取该二值化图的具体过程可包括：通过提取所拍摄的、包含所述标板的图像的亮度分量来获取亮度分量图；以及基于预设阈值分割所述亮度分量图以获得二值化的所述测试图像。该亮度分量可理解为YCrCb空间中的Y分量。预设阈值可以基于所拍摄的图像的具体像素信息来合理地设定，从而区分标板的不同像素区域(黑色的实心圆与白色底板)。

在实际应用中，广角摄像模组由于具有较大的视场角，拍摄的图像相对于普通摄像模组在尺寸上更大。为了提高算法的运行效率以及测试区域定位的准确性，可以在提取所述亮度分量之前将所拍摄的、包含所述标板的图像按预定比例缩小。

根据本申请示例性实施方式，基于所述多个第一图案中的待测第一图案的边界上的基点和所述待测第一图案的经过所述基点的法线确定边缘扩展路径可包括以下具体操作。

基于二值化的所述测试图像的连通域确定所述多个第一图案。通过区域生长算法寻找连通区域，将图像中具有相同特征的连通区域分割出来。例如，可使用4邻域连通或8邻域连通方式来对图像进行分割。在分割后的测试图像中，多个第一图案可与背景明显区分开。

然后，基于给定视场点确定与测试区域对应的ROI。这一过程即ROI区域定位过程。基于所述多个第一图案的标志点和所述给定视场点在所述ROI中选择所述待测第一图案。第一图案的标志点可源自于标板的黑色的实心圆中的标志点。这些标志点可例如是实心圆中的某些符号标记，例如三角形、五边形、空心圆等符号标记。之后，确定所述待测第一图案的边界和所述待测第一图案的经过所述基点的法线。例如，可首先确定待测第一图案的弧边区域。可根据标志点位置扫描查找最接近标志点的圆点，以获得最接近标志点的第一图案的圆心。然后框选出测试区域中的局部圆弧区域，从而找出第一图案的边界。通过边缘点定位和拟合，找出第一图案的边界上的边缘点，采用最小二乘法拟合出对应边缘点的椭圆方程，从而获得圆心和半径等信息。然后，沿椭圆边界上的基点计算出各基点的法线，并以法线与边界上交点为中点，确定所述边缘扩展路径。

在常规CTF标板的情况下，广角摄像模组拍摄的图像受畸变影响，其外围测试直线弯曲严重。在这种情况下，校正参数偏差可能较大，从而导致广角摄像模组的整体解像能力不良。通过采用如图2所示的黑色的实心圆与白色底板相互配合的标板，可避免在常规CTF标板的情况下广角摄像模组在测试解像力时因大畸变而引起的四角解像力无法测试的问题。

本申请实际上仍然采用了刃口目标成像法的思路，只不过所选择的刃口并非直线型刃口而是具有弯曲形状的刃口。在刃口目标成像法的测试思想之下，将刃口边缘作为成像目标。所成像的图像可具有阶跃函数的形式。具体地，这一图像可表示为以下公式1的形式：

其中，t＞0表示未被遮挡的部分(对应于标板的白色底板)；t＜0表示被遮挡的部分(对应于黑色的实心圆)。未被遮挡的部分可看作无数条狭缝像的叠加。因此，ESF可看作是LSF的积分。如果假设x₁是刃口位置，则ESF与LSF的关系可表示为以下公式2的形式：

本领域技术人员可知，将LSF进行傅里叶变换即可得到MTF。因此，根据本申请示例性实施方式，基于所超采样提取的像素信息确定所述光学成像系统的MTF包括以下具体操作：基于所超采样提取的像素信息确定所述待测第一图案的边界的ESF；基于所述待测第一图案的ESF确定所述待测第一图案的边界的LSF；以及基于所述待测第一图案的LSF确定所述光学成像系统的MTF。

具体而言，ESF可以通过沿着边缘扩展路径超采样各个像素点的R\G\B值来获取。根据第一图案的边界上的各个基点的具体位置获得各个基点处的ESF(i)，然后将各个基点处的ESF(i)叠加得到总的ESF。然后，对总的ESF求导得到LSF。可通过离散数据差分法来进行上述求导运算。最终，对LSF进行傅里叶变换来得到各个空间频率下的MTF值。在此过程中，可以以零频率的MTF值作为基准进行归一化操作，通过插值拟合方式来获得某空间频率处的MTF值。

本申请还提供了一种解像力测试设备。以下参照图4描述根据本申请示例性实施方式的解像力测试设备4000。解像力测试设备4000包括：标板4100，标板4100包含多个圆形图案；光源4200，光源4200向标板4100提供照射光；测试台4300，测试台4300面对标板4100并用于安装光学成像系统；以及图像处理器4400，图像处理器4400连接至光学成像系统并执行控制以执行以下操作：控制光学成像系统对标板4100进行拍摄以获取测试图像，测试图像包含与多个圆形图案对应的多个第一图案；基于多个第一图案中的待测第一图案的边界上的基点和待测第一图案的经过基点的法线确定边缘扩展路径；沿边缘扩展路径超采样提取测试图像的像素信息；以及基于所超采样提取的像素信息确定光学成像系统的MTF。

根据本申请示例性实施方式，图像处理器4400还配置为：基于所超采样提取的像素信息确定待测第一图案的边界的ESF；基于待测第一图案的ESF确定待测第一图案的边界的LSF；以及基于待测第一图案的LSF确定光学成像系统的MTF。

根据本申请示例性实施方式，图像处理器4400还配置为：将以基点为中点并沿法线延伸的线段确定为边缘扩展路径。

根据本申请示例性实施方式，图像处理器4400还配置为：通过提取所拍摄的、包含标板4100的图像的亮度分量来获取亮度分量图；以及基于预设阈值分割亮度分量图以获得二值化的测试图像。

根据本申请示例性实施方式，图像处理器4400还配置为：在提取亮度分量之前将所拍摄的、包含标板4100的图像按预定比例缩小。

根据本申请示例性实施方式，图像处理器4400还配置为：基于二值化的测试图像的连通域确定多个第一图案；基于给定视场点确定与测试区域对应的ROI；基于多个第一图案的标志点和给定视场点在ROI中选择待测第一图案；确定待测第一图案的边界和待测第一图案的经过基点的法线；以及基于边界上的基点和法线确定边缘扩展路径。

本申请还提供了一种光学成像系统的组装方法。该组装方法包括：将至少两个镜头部件沿光轴预定位，其中，在相邻两个镜头部件之间具有结构间隙；通过上述解像力测试方法基于主动校准调整已预定位的至少两个镜头部件的相对位置；在所述结构间隙布设粘合剂；以及在基于主动校准调整后的位置处固化所述粘合剂。

本申请还提供了一种光学成像系统的组装方法。该组装方法包括：将至少一个镜头部件和感光部件沿光轴预定位；利用所述感光部件透过所述至少一个镜头部件对包含多个圆形图案的标板进行拍摄以获取测试图像，所述测试图像包含与所述多个圆形图案对应的多个第一图案；基于所述多个第一图案中的待测第一图案的边界上的基点和所述待测第一图案的经过所述基点的法线确定边缘扩展路径；沿所述边缘扩展路径超采样提取所述测试图像的像素信息；以及基于所超采样提取的像素信息确定所述光学成像系统的MTF；基于所确定的MTF调整所述至少一个镜头部件和所述感光部件的相对位置。

参照图5，本申请还提供了一种计算机系统，例如可以是移动终端、个人计算机(PC)、平板电脑、服务器等。下面参考图5，其示出了适于用来实现本申请的终端设备或服务器的计算机系统的结构示意图。计算机系统包括一个或多个处理器、通信部等，所述一个或多个处理器例如：一个或多个中央处理单元(CPU)501，和/或一个或多个图像处理器(GPU)513等，处理器可以根据存储在只读存储器(ROM)502中的可执行指令或者从存储部508加载到随机访问存储器(RAM)503中的可执行指令而执行各种适当的动作和处理。通信部512可包括但不限于网卡，所述网卡可包括但不限于IB(Infiniband)网卡。

处理器可与只读存储器502和/或随机访问存储器503中通信以执行可执行指令，通过总线504与通信部512相连、并经通信部512与其他目标设备通信，从而完成本申请实施例提供的任一项方法对应的操作，例如：通过所述光学成像系统对包含多个圆形图案的标板进行拍摄以获取测试图像，所述测试图像包含与所述多个圆形图案对应的多个第一图案；基于所述多个第一图案中的待测第一图案的边界上的基点和所述待测第一图案的经过所述基点的法线确定边缘扩展路径；沿所述边缘扩展路径超采样提取所述测试图像的像素信息；以及基于所超采样提取的像素信息确定所述光学成像系统的MTF。

此外，在RAM 503中，还可存储有装置操作所需的各种程序和数据。CPU 501、ROM502以及RAM 503通过总线504彼此相连。在有RAM 503的情况下，ROM 502为可选模块。RAM503存储可执行指令，或在运行时向ROM 502中写入可执行指令，可执行指令使CPU 501执行上述通信方法对应的操作。输入/输出(I/O)接口505也连接至总线504。通信部512可以集成设置，也可以设置为具有多个子模块(例如多个IB网卡)，并在总线链接上。

以下部件连接至I/O接口505：包括键盘、鼠标等的输入部506；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部507；包括硬盘等的存储部508；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信接口509。通信接口509经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器510也根据需要连接至I/O接口505。可拆卸介质511，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器510上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部508。

需要说明的，如图5所示的架构仅为一种可选实现方式，在具体实践过程中，可根据实际需要对上述图5的部件数量和类型进行选择、删减、增加或替换；在不同功能部件设置上，也可采用分离设置或集成设置等实现方式，例如GPU和CPU可分离设置或者可将GPU集成在CPU上，通信部可分离设置，也可集成设置在CPU或GPU上，等等。这些可替换的实施方式均落入本申请公开的保护范围。

另外，根据本申请的实施方式，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本申请提供了一种非暂时性机器可读存储介质，所述非暂时性机器可读存储介质存储有机器可读指令，所述机器可读指令能够由处理器运行以执行与本申请提供的方法步骤对应的指令，例如：通过所述光学成像系统对包含多个圆形图案的标板进行拍摄以获取测试图像，所述测试图像包含与所述多个圆形图案对应的多个第一图案；基于所述多个第一图案中的待测第一图案的边界上的基点和所述待测第一图案的经过所述基点的法线确定边缘扩展路径；沿所述边缘扩展路径超采样提取所述测试图像的像素信息；以及基于所超采样提取的像素信息确定所述光学成像系统的MTF。在这样的实施方式中，该计算机程序可以通过通信接口509从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质511被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)501执行时，执行本申请的方法中限定的上述功能。

可能以许多方式来实现本申请的方法和装置、设备。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本申请的方法和装置、设备。用于方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本申请的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本申请实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本申请的方法的机器可读指令。因而，本申请还覆盖存储用于执行根据本申请的方法的程序的记录介质。

以上描述仅为本申请的较佳实施方式以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的保护范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述技术构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (19)

1.一种光学成像系统的解像力测试方法，其特征在于，所述解像力测试方法包括：

通过所述光学成像系统对包含多个圆形图案的标板进行拍摄以获取测试图像，所述测试图像包含与所述多个圆形图案对应的多个第一图案；

基于所述多个第一图案中的待测第一图案的边界上的基点和所述待测第一图案的经过所述基点的法线确定边缘扩展路径；

沿所述边缘扩展路径超采样提取所述测试图像的像素信息；以及

基于所超采样提取的像素信息确定所述光学成像系统的MTF。

2.根据权利要求1所述的解像力测试方法，其特征在于，所述第一图案为圆形或椭圆形。

3.根据权利要求1所述的解像力测试方法，其特征在于，基于所超采样提取的像素信息确定所述光学成像系统的MTF包括：

基于所超采样提取的像素信息确定所述待测第一图案的边界的ESF；

基于所述待测第一图案的ESF确定所述待测第一图案的边界的LSF；以及

基于所述待测第一图案的LSF确定所述光学成像系统的MTF。

4.根据权利要求1所述的解像力测试方法，其特征在于，基于所述多个第一图案中的待测第一图案的边界上的基点和所述待测第一图案的经过所述基点的法线确定边缘扩展路径包括：

将以所述基点为中点并沿所述法线延伸的线段确定为所述边缘扩展路径。

5.根据权利要求1所述的解像力测试方法，其特征在于，获取所述测试图像包括：

通过提取所拍摄的、包含所述标板的图像的亮度分量来获取亮度分量图；以及

基于预设阈值分割所述亮度分量图以获得二值化的所述测试图像。

6.根据权利要求5所述的解像力测试方法，其特征在于，获取所述测试图像还包括：

在提取所述亮度分量之前将所拍摄的、包含所述标板的图像按预定比例缩小。

7.根据权利要求5所述的解像力测试方法，其特征在于，基于所述多个第一图案中的待测第一图案的边界上的基点和所述待测第一图案的经过所述基点的法线确定边缘扩展路径包括：

基于二值化的所述测试图像的连通域确定所述多个第一图案；

基于给定视场点确定与测试区域对应的ROI；

基于所述多个第一图案的标志点和所述给定视场点在所述ROI中选择所述待测第一图案；

确定所述待测第一图案的边界和所述待测第一图案的经过所述基点的法线；以及

基于所述边界上的基点和所述法线确定所述边缘扩展路径。

8.根据权利要求5所述的解像力测试方法，其特征在于，确定所述待测第一图案的边界包括：

确定所述待测第一图案的弧边区域；

查找所述待测第一图案的中心；以及

通过基于所述待测第一图案的中心在所述弧边区域中对所述待测第一图案的边缘点进行定位和拟合，确定所述待测第一图案的边界。

9.根据权利要求8所述的解像力测试方法，其特征在于，确定所述待测第一图案的经过所述基点的法线包括：

通过最小二乘法拟合出所述待测第一图案的边缘点的边界方程；以及

沿所述待测第一图案的边界的基点计算出各基点的法线。

10.一种光学成像系统的解像力测试设备，其特征在于，所述解像力测试设备包括：

标板，所述标板包含多个圆形图案；

光源，所述光源向所述标板提供照射光；

测试台，所述测试台面对所述标板并用于安装光学成像系统；以及

图像处理器，所述图像处理器连接至所述光学成像系统并执行控制以执行以下操作：

控制所述光学成像系统对所述标板进行拍摄以获取测试图像，所述测试图像包含与所述多个圆形图案对应的多个第一图案；

基于所述多个第一图案中的待测第一图案的边界上的基点和所述待测第一图案的经过所述基点的法线确定边缘扩展路径；

沿所述边缘扩展路径超采样提取所述测试图像的像素信息；以及

基于所超采样提取的像素信息确定所述光学成像系统的MTF。

11.根据权利要求10所述的解像力测试设备，其特征在于，所述第一图案为圆形或椭圆形。

12.根据权利要求10所述的解像力测试设备，其特征在于，所述图像处理器还配置为：

基于所超采样提取的像素信息确定所述待测第一图案的边界的ESF；

基于所述待测第一图案的ESF确定所述待测第一图案的边界的LSF；以及

基于所述待测第一图案的LSF确定所述光学成像系统的MTF。

13.根据权利要求10所述的解像力测试设备，其特征在于，所述图像处理器还配置为：

将以所述基点为中点并沿所述法线延伸的线段确定为所述边缘扩展路径。

14.根据权利要求10所述的解像力测试设备，其特征在于，所述图像处理器还配置为：

通过提取所拍摄的、包含所述标板的图像的亮度分量来获取亮度分量图；以及

基于预设阈值分割所述亮度分量图以获得二值化的所述测试图像。

15.根据权利要求14所述的解像力测试设备，其特征在于，所述图像处理器还配置为：

在提取所述亮度分量之前将所拍摄的、包含所述标板的图像按预定比例缩小。

16.根据权利要求14所述的解像力测试设备，其特征在于，所述图像处理器还配置为：

基于二值化的所述测试图像的连通域确定所述多个第一图案；

基于给定视场点确定与测试区域对应的ROI；

基于所述多个第一图案的标志点和所述给定视场点在所述ROI中选择所述待测第一图案；

确定所述待测第一图案的边界和所述待测第一图案的经过所述基点的法线；以及

基于所述边界上的基点和所述法线确定所述边缘扩展路径。

17.根据权利要求16所述的解像力测试设备，其特征在于，确定所述待测第一图案的边界包括：

确定所述待测第一图案的弧边区域；

查找所述待测第一图案的中心；以及

通过基于所述待测第一图案的中心在所述弧边区域中对所述待测第一图案的边缘点进行定位和拟合，确定所述待测第一图案的边界。

18.根据权利要求17所述的解像力测试设备，其特征在于，确定所述待测第一图案的经过所述基点的法线包括：

通过最小二乘法拟合出所述待测第一图案的边缘点的边界方程；以及

沿所述待测第一图案的边界的基点计算出各基点的法线。

19.一种非暂时性机器可读存储介质，所述非暂时性机器可读存储介质存储有机器可读指令，所述机器可读指令能够由处理器执行并且致使所述处理器执行以下操作：

通过所述光学成像系统对包含多个圆形图案的标板进行拍摄以获取测试图像，所述测试图像包含与所述多个圆形图案对应的多个第一图案；

基于所述多个第一图案中的待测第一图案的边界上的基点和所述待测第一图案的经过所述基点的法线确定边缘扩展路径；

沿所述边缘扩展路径超采样提取所述测试图像的像素信息；以及

基于所超采样提取的像素信息确定所述光学成像系统的MTF。

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