測量自動(dòng)曝光模式下操作的相機(jī)的亮度響應(yīng)的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及測量對(duì)照明條件的變化的相機(jī)響應(yīng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商的定期任務(wù)是評(píng)估用戶設(shè)備(UE)裝置的性能，尤其是新近引入的用于在運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行操作的電信應(yīng)用中的UE裝置的性能。通常，UE裝置由運(yùn)營商的制造商伙伴組裝并且送交評(píng)估。針對(duì)UE裝置的不同子組件，必須滿足不同的規(guī)格。例如，諸如手機(jī)和平板的UE裝置的顯示器和相機(jī)必須在廣范圍的照明條件下工作。對(duì)于相機(jī)，需要進(jìn)行各種測試，包括測量對(duì)照明條件下不同亮度水平的相機(jī)響應(yīng)。
[0003]UE裝置的大部分相機(jī)包括自動(dòng)曝光控制特征。自動(dòng)曝光控制方便了終端用戶，因?yàn)樗试S在范圍從白晝(broad daylight)的高強(qiáng)度到光線昏暗房間的低強(qiáng)度的照明條件下使用相機(jī)。自動(dòng)曝光控制基于照明條件調(diào)節(jié)增益、曝光時(shí)間、和/或光圈，使得整體圖片理想地具有客觀上正確的亮度。調(diào)節(jié)花費(fèi)了一定的響應(yīng)時(shí)間，通常是在零點(diǎn)幾秒的數(shù)量級(jí)上。用于設(shè)置曝光的圖像中的區(qū)域在整個(gè)圖像、點(diǎn)的矩陣、固定位置或動(dòng)態(tài)確定區(qū)域(例如，在其中檢測到面部的區(qū)域)處的小點(diǎn)之間變化。
[0004]遺憾的是，自動(dòng)曝光控制妨礙了對(duì)于響應(yīng)曲線的測量，該響應(yīng)曲線是在當(dāng)測試包括在UE裝置中的相機(jī)時(shí)所產(chǎn)生的。這是因?yàn)?，?dāng)相機(jī)拍攝均勻亮度的測試圖像時(shí)，相機(jī)的自動(dòng)曝光控制將調(diào)節(jié)曝光，以使圖像看起來是淺灰色。需要的是用于測量在自動(dòng)曝光模式下操作的相機(jī)的亮度響應(yīng)的改進(jìn)的方法和系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]根據(jù)實(shí)施例，一種測量相機(jī)的亮度響應(yīng)的方法包括:得到具有已知亮度的測試樣本的多個(gè)亮度測量。得到亮度測量的步驟可包括:向所述相機(jī)呈現(xiàn)具有已知亮度的至少一個(gè)測試樣本，借助所述相機(jī)拍攝所述至少一個(gè)測試樣本的圖像，向所述相機(jī)呈現(xiàn)至少一個(gè)補(bǔ)償樣本，所述補(bǔ)償樣本具有基于所述至少一個(gè)測試樣本的已知亮度而選擇的補(bǔ)償亮度。所述至少一個(gè)測試樣本和所述至少一個(gè)補(bǔ)償樣本是可選擇的并且可以組合方式呈現(xiàn)，使得對(duì)于所述多個(gè)亮度測量中的每一個(gè)，所述相機(jī)理解的平均曝光基本上相同。
[0006]在實(shí)施例中，在顯示器上向相機(jī)呈現(xiàn)至少一個(gè)測試樣本。顯示器可包括例如諸如液晶顯示器的有源顯示器，或者顯示器可包括諸如上面由投影儀以精確受控亮度投影樣本的屏幕的無源顯示器。
[0007]在實(shí)施例中，一種方法還可包括:針對(duì)所述亮度測量中的兩個(gè)或更多個(gè)，基于所述至少一個(gè)測試樣本的已知亮度和所述至少一個(gè)測試樣本的被拍攝圖像的拍攝亮度，產(chǎn)生所述相機(jī)的響應(yīng)曲線。
[0008]在實(shí)施例中，呈現(xiàn)具有已知亮度的所述至少一個(gè)測試樣本包括呈現(xiàn)具有多個(gè)不同已知亮度的灰階中的一個(gè)和/或多個(gè)不同已知亮度的顏色中的一個(gè)的至少一個(gè)測試樣本。在實(shí)施例中，所述至少一個(gè)測試樣本和所述至少一個(gè)補(bǔ)償樣本連續(xù)地呈現(xiàn)或者可供選擇地同時(shí)呈現(xiàn)。
[0009]在實(shí)施例中，通過向所述相機(jī)呈現(xiàn)參考樣本并且交替地呈現(xiàn)所述至少一個(gè)測試樣本和所述至少一個(gè)候選補(bǔ)償樣本，針對(duì)所述多個(gè)亮度測量中的至少一個(gè)，來確定所選擇的補(bǔ)償亮度。所述至少一個(gè)候選補(bǔ)償樣本是具有候選亮度的樣本。觀察由所述相機(jī)理解的曝光的響應(yīng)。如果由相機(jī)理解的平均曝光的響應(yīng)滿足預(yù)定的穩(wěn)定性閾值，則至少一個(gè)候選補(bǔ)償樣本被作為補(bǔ)償樣本分派給到至少一個(gè)測試樣本。否則，用具有不同候選亮度的后續(xù)候選樣本替代至少一個(gè)候選補(bǔ)償樣本并且重復(fù)這些步驟，直到所述相機(jī)理解的所述平均曝光滿足預(yù)定的穩(wěn)定性閾值。
[0010]在相機(jī)響應(yīng)于平均曝光應(yīng)用自動(dòng)曝光調(diào)節(jié)的情況下，確定選擇的補(bǔ)償亮度的步驟可包括在所述自動(dòng)曝光調(diào)節(jié)期間驗(yàn)證測得的亮度滿足預(yù)定的穩(wěn)定性閾值。在實(shí)施例中，確定所述自動(dòng)曝光調(diào)節(jié)的響應(yīng)時(shí)間并且驗(yàn)證所述測得的亮度滿足所述預(yù)定的穩(wěn)定性閾值包括驗(yàn)證在與確定的響應(yīng)時(shí)間相關(guān)的持續(xù)時(shí)間內(nèi)所述測得的亮度沒有超過所述預(yù)定的穩(wěn)定性閾值。
[0011]在實(shí)施例中，一種用于測量相機(jī)的亮度響應(yīng)的系統(tǒng)包括顯不器和一個(gè)或多個(gè)處理器，所述處理器可用于得到多個(gè)亮度測量。對(duì)于各亮度測量，所述一個(gè)或多個(gè)處理器被構(gòu)造成使所述系統(tǒng):借助所述顯示器向所述相機(jī)呈現(xiàn)具有已知亮度的至少一個(gè)測試樣本和具有基于所述至少一個(gè)測試樣本的已知亮度而選擇的補(bǔ)償亮度的至少一個(gè)補(bǔ)償樣本，并且借助所述相機(jī)拍攝所述至少一個(gè)測試樣本的圖像。所述一個(gè)或多個(gè)處理器被進(jìn)一步構(gòu)造成確定一個(gè)或多個(gè)被拍攝圖像的拍攝亮度。所述至少一個(gè)測試樣本和所述至少一個(gè)補(bǔ)償樣本是可選擇的并且可以組合方式呈現(xiàn)，使得對(duì)于所述多個(gè)亮度測量中的每個(gè)，所述相機(jī)理解的平均曝光基本上相同。
【附圖說明】
[0012]在附圖的幫助下說明本發(fā)明的其它細(xì)節(jié)，其中:
[0013]圖1示出可用于測量相機(jī)的亮度響應(yīng)曲線的測試樣本的示例性集合。
[0014]圖2是對(duì)變化亮度的灰階樣本的理想相機(jī)響應(yīng)和典型相機(jī)響應(yīng)的示例性圖線。
[0015]圖3是對(duì)各種顏色的變化亮度的樣本的理想相機(jī)響應(yīng)和典型相機(jī)響應(yīng)的示例性圖線。
[0016]圖4是在啟用自動(dòng)曝光控制的情況下對(duì)變化亮度的樣本的典型相機(jī)響應(yīng)的示例性圖線。
[0017]圖5是在啟用自動(dòng)曝光控制的情況下對(duì)亮度的突然增大的典型相機(jī)響應(yīng)的示例性圖線。
[0018]圖6示出可用于測量具有自動(dòng)曝光控制的相機(jī)的亮度響應(yīng)曲線的根據(jù)本發(fā)明的一組測試和補(bǔ)償樣本的實(shí)施例。
[0019]圖7是根據(jù)本發(fā)明的測量相機(jī)的亮度響應(yīng)的方法的實(shí)施例的流程圖。
[0020]圖8示出用于驗(yàn)證補(bǔ)償樣本的正確亮度的方法的實(shí)施例。
[0021]圖9是根據(jù)本發(fā)明的選擇用于測量相機(jī)亮度響應(yīng)的方法中使用的補(bǔ)償樣本的方法的實(shí)施例的流程圖。
[0022]圖10示出與被測試相機(jī)的拍攝速率保持一致的樣本的示例性序列。
[0023]圖11和圖12示出可用于測量具有自動(dòng)控制的相機(jī)的亮度響應(yīng)曲線的根據(jù)本發(fā)明的一組測試和補(bǔ)償樣本的替代實(shí)施例。
[0024]圖13示出根據(jù)本發(fā)明的用于拍攝已知亮度的樣本圖像的系統(tǒng)的實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面的描述具有當(dāng)前打算用于實(shí)踐本發(fā)明的各種實(shí)施例的最佳模式。該描述不應(yīng)被理解為限制，而只是出于描述本發(fā)明的總體原理的目的而進(jìn)行。應(yīng)該參照權(quán)利要求書確定本發(fā)明的范圍。在隨后對(duì)本發(fā)明的描述中，始終將使用類似的標(biāo)號(hào)或參考指示符指的是類似的部件或元件。另外，圖1至圖9中引入的參考標(biāo)號(hào)的第一位和圖10至圖13中引入的參考標(biāo)號(hào)的前面兩位識(shí)別其中參考標(biāo)號(hào)首次出現(xiàn)的附圖。
[0026]本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該清楚，如下所述的本發(fā)明可用附圖中示出的硬件、軟件、固件和/或?qū)嶓w的許多不同實(shí)施例來實(shí)現(xiàn)。另外，附圖和描述中使用的幀頻和亮度范圍和增量只是示例性的。本文描述的任何實(shí)際的軟件、固件和/或硬件以及由其產(chǎn)生的任何幀頻和亮度規(guī)格不是本發(fā)明的限制。鑒于此處呈現(xiàn)的細(xì)節(jié)水平，在理解實(shí)施例的修改和變形是可能的情況下，將描述本發(fā)明的操作和行為。
[0027]有用的相機(jī)測試(本文中被稱為亮度響應(yīng)測試)包括對(duì)各種水平的樣本亮度的相機(jī)響應(yīng)進(jìn)行測量，以確定相機(jī)響應(yīng)的線性。理想地，亮度響應(yīng)測試產(chǎn)生的響應(yīng)曲線是線性的，但實(shí)際的響應(yīng)曲線經(jīng)常具有一定程度的非線性，例如，響應(yīng)根據(jù)特定函數(shù)經(jīng)常是多斜率或非線性的。非線性響應(yīng)曲線可例如由在低亮度水平下沒有響應(yīng)，不正確的伽瑪校正和飽和而造成?？稍诨译A樣本的亮度范圍從純黑至純白的情況下，或者在彩色樣本在近似亮度范圍內(nèi)的情況下，執(zhí)行亮度響應(yīng)測試。圖1示出可用于測量對(duì)亮度變化的相機(jī)響應(yīng)的一組樣本100。這組樣本中的九個(gè)樣本中的每個(gè)都具有已知亮度。各樣本可被作為圖像由被測試相機(jī)顯示和拍攝。然后，例如，通過對(duì)圖像的一個(gè)或多個(gè)預(yù)定區(qū)域中的像素值求平均，測量相機(jī)響應(yīng)的亮度水平。然后，可將亮度