透射测试装置、信噪比测试系统及测试方法与流程

1.本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种透射测试装置、信噪比测试系统及测试方法。


背景技术：

2.目前对于图像传感器动态范围的要求逐步增高，且高动态图像已是客户的基本需求之一。但由于传感器本身的物理极限和成本考量，许多厂商采用高动态光照渲染(high-dynamic ramge，hdr)融合技术来实现高动态范围功能。hdr融合技术将不同曝光的图像融合成一张图像，同时保留亮部与暗部信息，在白天和夜晚都实现了更好的图像质量。而在实际的测试和操作中，用于融合及色调映射的不同曝光的图像所包含的噪声不同，导致hdr图像在不同曝光下的信噪比不是线性的，甚至有时会产生断崖突变。在利用传统方法测试图像信噪比时，常常会产生不准确的现象，而信噪比不仅是判断图像质量的重要指标之一，还会影响到基于信噪比的其他指标的测量，例如动态范围。
3.因此，有必要提供一种新型的透射测试装置、信噪比测试系统及测试方法以解决现有技术中存在的上述问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种透射测试装置、信噪比测试系统及测试方法，便于通过对比度获得信噪比，减少了hdr融合与色调映射不单调对信噪比的影响。
5.为实现上述目的，本发明的所述透射测试装置，包括至少一个透射测试单元，所述透射测试单元包括第一透射测试子单元、第二透射测试子单元和第三透射测试子单元，所述第一透射测试子单元和所述第二透射测试子单元相接触，且均设置于所述第三透射测试子单元上，每一个所述透射测试单元中，所述第一透射测试子单元的光学密度与所述第三透射测试子单元的光学密度的差等于所述第三透射测试子单元的光学密度与所述第二透射测试子单元的光学密度的差，且所述第三透射测试子单元的光学密度与所述第二透射测试子单元的光学密度的差小于或等于0.3。
6.所述透射测试装置的有益效果在于：所述透射测试单元包括第一透射测试子单元、第二透射测试子单元和第三透射测试子单元，所述第一透射测试子单元和所述第二透射测试子单元相接触，且均设置于所述第三透射测试子单元上，每一个所述透射测试单元中，所述第一透射测试子单元的光学密度与所述第三透射测试子单元的光学密度的差等于所述第三透射测试子单元的光学密度与所述第二透射测试子单元的光学密度的差，且所述第三透射测试子单元的光学密度与所述第二透射测试子单元的光学密度的差小于或等于0.3，便于通过对比度获得信噪比，减少了hdr融合与色调映射不单调对信噪比的影响，并且基于对比度获得信噪比，更能体现出信噪比与视觉的联系。
7.可选地，所述第一透射测试子单元、所述第二透射测试子单元和所述第三透射测试子单元均为长方体，所述第一透射测试子单元的第一面和所述第二透射测试子单元的第
一面共同覆盖所述第三透射测试子单元的部分第一面，且所述第一透射测试子单元的第一面的面积等于所述第二透射测试子单元的第一面的面积，所述第三透射测试子单元的第一面的面积为所述第一透射测试子单元的第一面的面积的四倍。
8.可选地，所述透射测试装置还包括背景模块，所述透射测试单元均设置于所述背景模块上。
9.可选地，所述透射测试装置还包括发光单元，所述发光单元设置于所述背景模块背向所述透射测试单元的一侧。
10.可选地，不同所述透射测试单元上所述第三透射测试子单元的光学密度依次增加m，m大于0。其有益效果在于：便于计算动态范围。
11.本发明还提供了一种信噪比测试系统，包括：
12.所述透射测试装置；
13.采集单元，用于所述采集透射测试单元的图像；
14.获取单元，用于获取第一透射测试子单元在所述图像中所对应区域的第一像素矩阵以及第二透射测试子单元在所述图像中所对应区域的第二像素矩阵；
15.第一计算单元，用于通过信噪比公式计算基于对比度的信噪比，所述信噪比公式为snr_cr＝20
×
log(mean(dn_a-dn_b)/std(dn_a-dn_b))，dn_a表示所述第一像素矩阵，dn_b表示所述第二像素矩阵，mean表示求均值，std表示求标准差，snr_cr表示基于对比度的信噪比。
16.所述信噪比测试系统的有益效果在于：采集单元用于所述采集透射测试单元的图像，获取单元用于获取第一透射测试子单元在所述图像中所对应区域的第一像素矩阵以及第二透射测试子单元在所述图像中所对应区域的第二像素矩阵，第一计算单元用于将所述第一像素矩阵与所述第二像素矩阵相减，以得到二维矩阵，然后计算二维矩阵的均值和标准差，再计算以10为底数，以所述均值和所述标准差的积为真数的对数，最后将所述对数与预设阈值相乘以得到基于对比度的信噪比，便于通过对比度获得信噪比，减少了hdr融合与色调映射不单调对信噪比的影响，并且基于对比度获得信噪比，更能体现出信噪比与视觉的联系。
17.可选地，所述信噪比测试系统还包括第二计算单元，所述第二计算单元用于获取信噪比为1的透射测试单元的第三透射测试子单元的第一光学密度，并获取亮度最高的透射测试单元的第三透射测试子单元的第二光学密度。
18.可选地，所述信噪比测试系统还包括第三计算单元，所述第三计算单元用于将所述第一光学密度减去所述第二光学密度，然后与预设的动态范围阈值相乘，以得到动态范围。
19.本发明还提供了一种用于信噪比测试系统的信噪比测试方法，包括以下步骤：
20.s1：采集单元采集任意一个透射测试单元的图像；
21.s2：获取单元获取第一透射测试子单元在所述图像中所对应区域的第一像素矩阵以及第二透射测试子单元在所述图像中所对应区域的第二像素矩阵；
22.s3：第一计算单元通过信噪比公式计算基于对比度的信噪比，所述信噪比公式为snr_cr＝20
×
log(mean(dn_a-dn_b)/std(dn_a-dn_b))，dn_a表示所述第一像素矩阵，dn_b表示所述第二像素矩阵，mean表示求均值，std表示求标准差，snr_cr表示基于对比度的信
噪比。
23.所述信噪比测试方法的有益效果在于：便于通过对比度获得信噪比，减少了hdr融合与色调映射不单调对信噪比的影响，并且基于对比度获得信噪比，更能体现出信噪比与视觉的联系。
24.可选地，所述图像中所述第一透射测试子单元在所述图像中所对应区域的像素点数和所述第一透射测试子单元在所述图像中所对应区域的像素点数均大于或等于300，所述采集单元采集任意一个透射测试单元的图像包括所述采集单元曝光时使所述图像的背景的灰度值的均值位于所述采集单元的数据深度的三分之一到三分之二之间。
附图说明
25.图1为本发明一些实施例中透射测试单元的俯视结构示意图；
26.图2为本发明另一些实施例中透射测试装置的俯视结构示意图；
27.图3为本发明又一些实施例中透射测试装置的俯视结构示意图；
28.图4为本发明一些实施例中信噪比测试系统的结构框图；
29.图5为本发明一些实施例中信噪比测试方法的流程图。
具体实施方式
30.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的附图，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的一部分实施例，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。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
31.针对现有技术存在的问题，本发明的实施例提供了一种透射测试装置，包括至少一个透射测试单元。
32.图1为本发明一些实施例中透射测试单元的俯视结构示意图。参照图1，所述透射测试单元100包括第一透射测试子单元101、第二透射测试子单元102和第三透射测试子单元103，所述第一透射测试子单元101和所述第二透射测试子单元102相接触，且均设置于所述第三透射测试子单元103上，每一个所述透射测试单元100中，所述第一透射测试子单元101的光学密度与所述第三透射测试子单元103的光学密度的差等于所述第三透射测试子单元103的光学密度与所述第二透射测试子单元102的光学密度的差，且所述第三透射测试子单元103的光学密度与所述第二透射测试子单元102的光学密度的差小于或等于0.3。
33.参照图1，所述第一透射测试子单元101、所述第二透射测试子单元102和所述第三透射测试子单元103均为长方体。
34.参照图1，所述第一透射测试子单元101的第一面和所述第二透射测试子单元102的第一面共同覆盖所述第三透射测试子单元103的部分第一面，且所述第一透射测试子单元101的第一面的面积等于所述第二透射测试子单元102的第一面的面积，所述第三透射测试子单元103的第一面的面积为所述第一透射测试子单元101的第一面的面积的四倍。
35.可选地，所述第一透射测试子单元101的第一面的一条边和所述第二透射测试子单元102的第一面的一条边完全重合，且所述第一透射测试子单元101的第一面和所述第二透射测试子单元102的第一面共同形成面的对角线的交点与所述第三透射测试子单元103的第一面的对角线的交点重合。
36.图2为本发明另一些实施例中透射测试装置的俯视结构示意图。参照图1和图2，图2与图1的区别在于：图2包括多个如图1所示的透射测试单元100，其中，所述透射测试单元100依次连接在一起。可选地，相邻两个所述透射测试单元中第一透射测试子单元101的第一面与第二透射测试子单元102的第一面的重合边位于同一条直线上。
37.图3为本发明又一些实施例中透射测试装置的俯视结构示意图。参照图2和参照图3，图3与图2的区别在于：所述透射测试装置还包括背景模块104，所述透射测试单元100均设置于所述背景模块104上，且所述背景模块104的光学密度为0.3。
38.又一些实施例中，所述透射测试装置还包括发光单元，所述发光单元设置于所述背景模块背向所述透射测试单元的一侧。可选地，所述发光单元为均匀光源，所述均匀光源包括积分球或包含均光片的普通光源。
39.参照图2和图3，不同所述透射测试单元100上所述第三透射测试子单元103的光学密度依次增加m，m大于0。可选地，不同所述透射测试单元100上所述第三透射测试子单元103的光学密度依次增加0.3。
40.图4为本发明一些实施例中信噪比测试系统的结构框图。参照图4，信噪比测试系统200包括所述透射测试装置(图中未示出)、采集单元201、获取单元202和第一计算单元203。所述采集单元201用于所述采集透射测试单元的图像；所述获取单元202用于获取第一透射测试子单元在所述图像中所对应区域的第一像素矩阵以及第二透射测试子单元在所述图像中所对应区域的第二像素矩阵；所述第一计算单元203用于通过信噪比公式计算基于对比度的信噪比，所述信噪比公式为snr_cr＝20
×
log(mean(dn_a-dn_b)/std(dn_a-dn_b))，dn_a表示所述第一像素矩阵，dn_b表示所述第二像素矩阵，mean表示求均值，std表示求标准差，snr_cr表示基于对比度的信噪比。具体地，所述采集单元201采集所述透射测试装置的俯视图的图像。
41.一些实施例中，所述采集单元为平角镜头相机，且所述透射测试装置位于所述平角镜头相机的拍摄距离1米处。
42.一些实施例中，所述信噪比测试系统还包括第二计算单元和第三计算单元。所述第二计算单元用于获取信噪比为1的透射测试单元的第三透射测试子单元的第一光学密度，并获取亮度最高的透射测试单元的第三透射测试子单元的第二光学密度；所述第三计算单元用于将所述第一光学密度减去所述第二光学密度，然后与预设的动态范围阈值相乘，以得到动态范围。
43.图5为本发明一些实施例中信噪比测试方法的流程图。参照图5，信噪比测试方法包括以下步骤：
44.s1：采集单元采集任意一个透射测试单元的图像；
45.s2：获取单元获取第一透射测试子单元在所述图像中所对应区域的第一像素矩阵以及第二透射测试子单元在所述图像中所对应区域的第二像素矩阵；
46.s3：第一计算单元通过信噪比公式计算基于对比度的信噪比，所述信噪比公式为
snr_cr＝20
×
log(mean(dn_a-dn_b)/std(dn_a-dn_b))，dn_a表示所述第一像素矩阵，dn_b表示所述第二像素矩阵，mean表示求均值，std表示求标准差，snr_cr表示基于对比度的信噪比。
47.一些实施例中，所述采集单元采集透射测试单元的图像包括采集单元在单一光源的环境下采集透射测试单元的图像。
48.一些实施例中，所述图像中所述第一透射测试子单元在所述图像中所对应区域的像素点数和所述第一透射测试子单元在所述图像中所对应区域的像素点数均大于或等于300。
49.一些实施例中，所述采集单元采集任意一个透射测试单元的图像包括所述采集单元曝光时使所述图像的背景的灰度值的均值位于所述采集单元的数据深度的三分之一到三分之二之间。可选地，所述采集单元曝光时使所述图像的背景的灰度值的均值为所述采集单元的数据深度的二分之一。具体地，当所述采集单元的数据深度为8bits时，所述图像的背景的灰度值的均值为128；当所述采集单元的数据深度为12bits时，所述图像的背景的灰度值的均值为2048。
50.一些具体实施例中，所述图像的背景即拍摄所述背景模块所形成的图像。
51.一些实施例中，所述信噪比测试方法还包括以下步骤：
52.s4：重复执行所述步骤s1～s3，以得到所有所述透射测试单元的信噪比；
53.s5：第二计算单元获取信噪比为1的透射测试单元的第三透射测试子单元的第一光学密度，并获取亮度最高的透射测试单元的第三透射测试子单元的第二光学密度；
54.s6：第三计算单元将所述第一光学密度减去所述第二光学密度，然后与预设的动态范围阈值相乘，以得到动态范围。
55.一些具体实施例中，预设的动态范围阈值为20，所述动态范围的计算公式为dr＝20*(od(c_snr_cr＝1)-od(clight))，dr为所述动态范围，od(c_snr_cr＝1)为信噪比为1的透射测试单元的第三透射测试子单元的第一光学密度，od(clight)为亮度最高的透射测试单元的第三透射测试子单元的第二光学密度。
56.一些实施例中，所述第二计算单元获取信噪比为1的透射测试单元的第三透射测试子单元的第一光学密度包括若判断所有所述透射测试单元的信噪比均不为1，则调整所述光源的亮度，直至任意一个所述透射测试单元的信噪比为1。
57.一些实施例中，所述获取亮度最高的透射测试单元的第三透射测试子单元的第二光学密度包括判断所述透射测试单元是否满足最高亮度条件，若判断所述透射测试单元满足所述最高亮度条件，则所述透射测试单元为亮度最高的透射测试单元，其中，所述最高亮度条件为第一透射测试子单元在图像中所对应区域欠曝、第二透射测试子单元在图像中所对应该区域过曝以及第三透射测试子单元在图像中所对应区域饱和。
58.虽然在上文中详细说明了本发明的实施方式，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是，应理解，这种修改和变化都属于权利要求书中所述的本发明的范围和精神之内。而且，在此说明的本发明可有其它的实施方式，并且可通过多种方式实施或实现。