一种测量曝光时间及帧率的装置的制作方法

1.本实用新型涉及相机曝光时间和帧率检测设备的技术领域，具体涉及一种测量曝光时间及帧率的装置。


背景技术：

2.目前，相机投入到市场之前需要进行设计和严格的测试，因为相机曝光时间非常短，如何准确测量出相机曝光时间，一直是一个难题。现有的方法是需要拆开相机，在相机的控制电路板上焊接出信号线，连接示波器，才可以测量出相机曝光时间；操作难度大，特别麻烦，而且因为外界干扰，测量结果精度低。同时，虽然有些专用设备可以分别测试可见光相机或红外相机的曝光时间，但无法在一台设备中实现，也无法实现可见光相机与红外相机的曝光同步，还有些专用设备可以单独分析视频的帧率，但无法分析曝光时间和丢帧插帧情况，因此，需要一种能够简单且精确的检测相机曝光时间、帧率以及丢帧插帧现象的辅助装置。


技术实现要素：

3.为了解决现有技术中存在的某种或某些技术问题，本实用新型的目的在于提供一种测量曝光时间及帧率的装置，能够解决相机的曝光时间测量难度高以及丢帧插帧现象难以发现的问题，测量结果精度高，稳定性好，不易受环境影响。
4.为解决上述现有的技术问题，本实用新型的目的之一采用如下技术方案实现：
5.一种测量曝光时间及帧率的装置，包括壳体、设在所述壳体内的控制系统、设在所述壳体上通过所述控制系统进行控制的可见光波led灯组，所述可见光波led灯组包括由m*n个可见光波led芯片组成的第一曝光时间检测灯组和由1*n个可见光波led芯片组成的第一帧率检测灯组，所述m和所述n的个数≥5，所述第一曝光时间检测灯组中的各个所述可见光波led芯片以小于曝光时间的时长一个接一个闪亮，所述第一帧率检测灯组中的各个所述可见光波led芯片以小于视频录制的帧率依次点亮。
6.优选地，所述可见光波led灯组中的所述可见光波led芯片波长为380-730nm。
7.优选地，所述壳体上还设有通过所述控制系统进行控制的红外波led灯组，所述红外波led灯组包括由m*n个红外波led芯片组成的第二曝光时间检测灯组和由1*n个红外波led芯片组成的第二帧率检测灯组。
8.优选地，所述m和所述n数量均采用10个、20个或30个中的一种
9.优选地，所述壳体上设有至少两组所述红外波led灯组，两组所述红外波led灯组的所述红外波led芯片波长相差至少50nm。
10.优选地，两组所述红外波led灯组的所述红外波led芯片波长为730-1100nm。
11.优选地，所述控制系统包括设在所述壳体上的触摸控制屏、设在所述壳体内的高速fpga控制板、设在所述壳体内通过所述高速fpga控制板进行控制的电路板，所述led灯组设在所述电路板上。
12.相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：
13.在测量相机的曝光时间时，通过拍摄曝光时间检测灯组上的横向可见光波led芯片和纵向可见光波led芯片闪亮差进行判断，不需要拆开相机，曝光时间检测更加简单方便，且测量结果精度高。在测量相机的帧率以及丢帧插帧现象时，可以通过帧率检测灯组的点亮时间进行检测，在一台设备中可以同时实现可见光和红外的相机曝光时间以及帧率的检测，甚至对多种特定光谱相机的曝光时间、帧率、丢帧失帧、时间同步属性等性能参数的检测，实现自动化分析，排除了人为判断带来的误差。
附图说明
14.图1为本实用新型实施例1结构示意图；
15.图2为本实用新型实施例2结构示意图；
16.图3为本实用新型实施例3结构示意图，式出了控制系统的组成以及外部接口在壳体上的相对位置；
17.图中：1、可见光波led灯组；11、第一帧率检测灯组；12、第一曝光时间检测灯组；2、壳体；3、控制系统；31、电路板；32、高速fpga控制板；33、触摸控制屏；4、红外波led灯组；41、第二曝光时间检测灯组；42、第二帧率检测灯组；5、usb连接线接口；6、下载器接口。
具体实施方式
18.下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
19.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
20.本实用新型中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
21.实施例1：
22.如图1所示，一种测量曝光时间及帧率的装置，包括壳体2、设在所述壳体2内的控制系统3、设在所述壳体2上通过所述控制系统3进行控制的可见光波led灯组1，所述可见光波led灯组1包括由10*10个可见光波led芯片组成的第一曝光时间检测灯组12和由1*10个可见光波led芯片组成的第一帧率检测灯组11，所述第一曝光时间检测灯组12中的各个所述可见光波led芯片以小于曝光时间的时长一个接一个闪亮，所述第一帧率检测灯组11中的各个所述可见光波led芯片以小于视频录制的帧率依次点亮；所述可见光波led灯组1中的所述可见光波led芯片波长为380-730nm。
23.波长的不同，可以全面测量摄像头的性能，摄像头拍摄可见光时，采用波长的不同的led芯片，摄像头拍摄出来的图像是不一样的，其中当可见光波led芯片的波长为620nm时，整个装置的成本最低，取材方便。
24.在对相机的曝光时间进行检测时，对于滚动快门的相机，不会一次性曝光所有的传感器像素，而是局部曝光，逐行的曝光并有时间差，对于这类相机，采用第一曝光时间检测灯组12中的竖直排列的led芯片进行检测，即控制led芯片按照小于曝光时间时长一列一列的顺序闪烁，单个led芯片以小于曝光时间的时长，如t微秒的速度，一个接一个的闪亮，相机曝光一次，相机曝光完成以后，在拍摄出来的图片中，有n个led灯珠亮，相机曝光时间就是t＝nt微秒；点亮的灯珠在不同的行中呈阶梯状分布，其曝光时间为每一行被曝光的led芯片数量乘以单列led芯片的点亮时间，通过软件分析单帧图像可以实现自动化分析。
25.使用1x10的第一帧率检测灯组11分析视频录制的帧率时，设置单个led芯片的点亮时间为t秒，假设视频的录制的帧率为n帧/秒，调节1x10的第一帧率检测灯组11的单led芯片点亮时为1/10n秒，并在小于1/10n秒至大于1/10n秒之间调整，并拍摄视频。当在显示端观察这个1x10的第一帧率检测灯组11时，可以观察到有几个led芯片是点亮的，并且在往左或往右移动。当单led芯片的点亮时间调整为与摄像机的实际帧率相同时，点亮的led芯片会停止移动。此时如单个led芯片的点亮时间为1/10m秒，则此时摄像机的实际帧率为m帧/秒。通过使用另一台高速相机拍摄拍摄显示画面，并使用软件分析点亮led芯片的数量和位置变化，可以实现自动化测试。
26.在对录制视频丢帧和插帧的分析时，根据上述方式的所有led芯片设置，使用帧率为m的摄像机录制n秒的视频。通过软件将数字视频分拆为mxn帧图像，其中m为摄像机的帧率，n为摄像机录制的秒数，分析每一帧中点亮led芯片的数量和位置，当led芯片的位置在某些帧中突然不按规律变化发生跳位时，可计为丢帧，统计n秒中，1秒钟的平均丢帧数量。同时，当led芯片的位置在某些帧中突然不按规律变化而发生多帧重复时，可计为插帧，统计在n秒中，1秒钟的平均插帧数量。
27.实施例2：
28.在实施例1的基础上进一步地改进为，如图2所示，所述壳体2上还设有通过所述控制系统3进行控制的红外波led灯组4，所述红外波led灯组4包括由10x10个红外波led芯片组成的第二曝光时间检测灯组41和由1x10个红外波led芯片组成的第二帧率检测灯组42。
29.同时打开可见光波led灯组1和红外波led灯组4的led芯片，可以分别测试可见光和红外光的静态图像曝光时间或动态视频的帧率、丢帧插帧。由于不同通道的led时间同步或时间差可控，即可测试某些可见光或红外复合成像系统中的曝光时间同步属性。
30.在实施例2的基础上进一步地改进为，所述壳体2上设有至少两组所述红外波led灯组4，两组所述红外波led灯组4的所述红外波led芯片波长相差至少50nm；波长的不同，可以全面测量红外摄像头的性能，使摄像头拍摄肉眼不可见的红外光线时，红外波led灯组4的红外波led芯片波长为730-1100nm，采用波长的不同的led芯片，摄像头拍摄出来的图像是不一样的，尤其是采用两组不同波长的红外波led灯组4后，能够对目前绝大多数的红外摄像头进行检测，其中当两组红外波led灯组4的红外波led芯片波长分别为850nm和940nm时，整个装置的成本最低，取材方便，适用范围更广。
31.led灯组中的m和n数量均采用10个、20个或30个中的一种，数量越多，检测过程中
越精确，但是，当你m和n采用10个时，就算方式最简便。
32.实施例3：
33.在以上任意实施例的基础上进一步地改进为，如图3所示，所述控制系统3包括设在所述壳体2上的触摸控制屏33、设在所述壳体2内的高速fpga控制板32、设在所述壳体2内通过所述高速fpga控制板32进行控制的电路板31，所述led灯组设在所述电路板31上。
34.在通过控制系统3对led灯组进行控制时，通过触摸控制屏33能够使高速fpga控制板32内的高速fpga芯片对电路板31上的第一曝光时间检测灯组12、第二曝光时间检测灯组41、第一帧率检测灯组11和第二帧率检测灯组42上的各个led芯片点亮时间和顺序进行分别控制，且采用了多级流水线，多路数据同时处理的算法，所以测量相机曝光时间的精度可以达到1微秒，基于同步时序逻辑完成全部设计，整个系统是由独立的时钟沿驱动的。保证系统的强大的稳定性，不易受环境的影响，利于器件的移植。led阵列以极高的速度，按照特定的模式闪亮，提供给相机拍摄。通过分析相机拍摄的图像，可以测量出相机的实际曝光时间，帧率。不但可以测量可见光相机，而且可以测量红外光相机。通过调整led灯烁的模式可以测试不同快门类似的相机的曝光时间，如全局快门，滚动快门等，而且在壳体2的一侧还安装有usb连接线接口5和下载器接口6等结构，通过usb连接线接口5能够对整个装置进行供电，通过下载器接口6还能够对高速fpga控制板32内的程序进行升级更新，使控制系统3能够符合不同场景的需求。
35.上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。