光谱摄像头模组的测试方法及系统.pdf

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1、(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202310527845.5(22)申请日 2023.05.11(71)申请人 盛泰光电科技股份有限公司地址 400900 重庆市大足区通桥街道西湖大道13号(72)发明人 胡露刘春冷煌军宋凯静张伟(74)专利代理机构 重庆乐泰知识产权代理事务所(普通合伙)50221专利代理师 廖宇(51)Int.Cl.H04N 17/00(2006.01)(54)发明名称一种光谱摄像头模组的测试方法及系统(57)摘要本发明公开了一种光谱摄像头模组的测试方法及系统,包括搭建测试光源装置并初始化测试光源、获取第一图。

2、像并基于第一图像对光谱摄像头模组的光学中心进行测试、基于第一图像对光谱摄像头模组的匀光性能进行测试、获取第二图像并基于第二图像对光谱摄像头模组的光效性能进行测试、获取第三图像并基于第三图像对光谱摄像头模组的混光性能进行测试;与现有技术相比,本发明能够对光谱摄像头模组的各项光学性能进行一站式的测试,从而节约测试时间,提高测试效率及出货效率,且测试精度较高。权利要求书3页 说明书13页 附图7页CN 116634130 A2023.08.22CN 116634130 A1.一种光谱摄像头模组的测试方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:搭建测试光源装置并初始化测试光源;S2:获取光谱摄像头模组在测试。

3、光源下的第一图像并基于所述第一图像对光谱摄像头模组的光学中心进行测试;S3:基于所述第一图像对所述光谱摄像头模组的匀光性能进行测试;S4:获取光谱摄像头模组在测试光源下的第二图像并基于所述第二图像对光谱摄像头模组的光效性能进行测试;S5:获取光谱摄像头模组在测试光源下的第三图像并基于所述第三图像对光谱摄像头模组的混光性能进行测试。2.根据权利要求1所述的光谱摄像头模组的测试方法,其特征在于,在步骤S1中,所述测试光源至少包括通用光源和有色光源。3.根据权利要求2所述的光谱摄像头模组的测试方法,其特征在于,所述步骤S2包括以下子步骤:S201:根据设定的第一拍摄参数获取光谱摄像头模组在通用光源和。

4、/或有色光源下的第一图像;S202:对所述第一图像进行预处理,得到所述第一图像的第一灰度图;S203:基于所述第一灰度图计算第一灰度图中的光斑中心坐标及光斑大小;S204:根据所述光斑中心坐标及光斑大小对所述光谱摄像头模组的光学中心进行测试。4.根据权利要求3所述的光谱摄像头模组的测试方法,其特征在于,在步骤S202中,对第一图像进行预处理的具体方法为:提取第一图像的第一原始raw图,将所述第一原始raw图转换成bmp图像并对所述bmp图像进行灰度处理得到第一图像的第一灰度图;所述第一灰度图表示为:grayi*jB*bmpi*j+G*bmp(i+1)*j+R*bmp(i+2)*j;其中,gra。

5、yi*j为第一灰度图,bmpi*j为bmp图像,i,j为第一图像的像素行和像素列,i1,2,.,w1,j1,2,.,h1,w,h分别为图像的宽和高,B,G,R分别为像素的三个颜色分量。5.根据权利要求4所述的光谱摄像头模组的测试方法,其特征在于,在步骤S203中,计算第一灰度图中的光斑中心坐标及光斑大小的具体方法为:S2031:确定第一灰度图中光斑边缘的灰度值的梯度变化值;S2032:确定光斑边缘的感兴趣边界点,并根据所述图像的宽和高以及梯度变化值分别计算各感兴趣边界点的位置坐标;S2033:根据所述感兴趣边界点的位置坐标分别计算光斑中心坐标和光斑大小;其中,所述光斑中心坐标表示为:其中:(x。

6、S,yS)为光斑中心坐标,xS,yS分别为光斑中心坐标的横坐标和纵坐标,(xlu,权利要求书1/3 页2CN 116634130 A2ylu),(xrd,yrd),(xld,yld),(xru,yru)分别为光斑边缘左上、右下、左下和右上方向的感兴趣边界点的位置坐标,xlu,xrd,xld,xru分别为光斑边缘左上、右下、左下和右上方向的感兴趣边界点的横坐标,ylu,yrd,yld,yru分别为光斑边缘左上、右下、左下和右上方向的感兴趣边界点的纵坐标;所述光斑大小表示为:其中:Dspot为光斑大小,x为xlu,xrd,xld,xru,y为ylu,yrd,yld,yru。6.根据权利要求5所述的。

7、光谱摄像头模组的测试方法,其特征在于,所述步骤S3包括以下子步骤:S301:根据所述光斑中心坐标及光斑大小确定光谱摄像头模组的第一感兴趣区域;S302:利用相对标准偏差分别统计第一感兴趣区域的横向标准偏差系数和纵向标准偏差系数;所述横向标准偏差系数和纵向标准偏差系数分别表示为:其中:RSDx为横向标准偏差系数,RSDy为纵向标准偏差系数,grayi*j为第一感兴趣区域的第二灰度图,i,j分别为第一感兴趣区域的像素行和像素列,i1,2,.,w1,j1,2,.,h1,w,h分别为图像的宽和高,n,m分别为第一感兴趣区域的像素行和像素列i,j中像素的数量;S303:根据所述横向标准偏差系数和纵向标准。

8、偏差系数对光谱摄像头模组的匀光性能进行测试。7.根据权利要求2所述的光谱摄像头模组的测试方法,其特征在于,所述步骤S4包括以下子步骤:S401:根据设定的第二拍摄参数获取光谱摄像头模组在通用光源和/或有色光源下的第二图像并提取所述第二图像的第二原始raw图;S402:在所述第二原始raw图中确定第二感兴趣区域,并计算所述第二感兴趣区域内的平均像素值;所述平均像素值表示为:其中:为平均像素值,xS,yS分别为光斑中心坐标的横坐标和纵坐标,roix*roiy权利要求书2/3 页3CN 116634130 A3为第二感兴趣区域的大小,roix,roiy分别为第二感兴趣区域在横向和纵向上的长和宽,ra。

9、w2i*j为第二原始raw图,i,j为第二图像的像素行和像素列,i1,2,.,w1,j1,2,.,h1,w,h分别为图像的宽和高;S403:根据所述平均像素值对光谱摄像头模组的光效性能进行测试。8.根据权利要求2所述的光谱摄像头模组的测试方法,其特征在于,所述步骤S5包括以下子步骤:S501:设置有色光源的颜色及有色光源相对于光谱摄像头模组的拍摄距离和拍摄角度;S502:获取光谱摄像头模组在有色光源下基于第三拍摄参数拍摄的一组第三图像,并对一组第三图像进行预处理,得到对应的第三灰度图;S503:基于所述第三灰度图分别计算所述第三图像的光斑中心坐标及光斑大小,以及计算所述第三图像的匀光性能;S5。

10、04:调节第三拍摄参数,重复执行步骤S502S503,得到多组第三图像的匀光性能;S505:根据多组第三图像的匀光性能对光谱摄像头模组的混光性能进行测试。9.一种光谱摄像头模组的测试系统,用于实现如权利要求18任一项所述的光谱摄像头模组的测试方法,其特征在于,包括:测试光源装置,用于提供并初始化测试光源;光学中心测试模块,用于获取光谱摄像头模组在测试光源下的第一图像并基于所述第一图像对光谱摄像头模组的光学中心进行测试;匀光性能测试模块,用于基于所述第一图像对所述光谱摄像头模组的匀光性能进行测试;光效性能测试模块,用于获取光谱摄像头模组在测试光源下的第二图像并基于所述第二图像对光谱摄像头模组的光。

11、效性能进行测试;以及混光性能测试模块,用于获取光谱摄像头模组在测试光源下的第三图像并基于所述第三图像对光谱摄像头模组的混光性能进行测试。10.根据权利要求9所述的一种光谱摄像头模组的测试系统,其特征在于,所述测试光源装置包括:通用光源发生模块,用于为光谱摄像头模组提供通用光源,所述通用光源固定设置在待测试光谱摄像头模组的上方;以及有色光源发生模块,包括滑轨支架以及滑动设置在所述滑轨支架上并用于为光谱摄像头模组提供有色光源的LED灯组,所述滑轨支架包括沿竖向设置的竖向导轨以及滑动设置在所述竖向导轨上并能够沿竖向靠近或远离光谱摄像头模组的横向导轨,所述LED灯组滑动设置在所述横向导轨上且对应于所述。

12、通用光源下方的位置处。权利要求书3/3 页4CN 116634130 A4一种光谱摄像头模组的测试方法及系统技术领域0001本发明涉及摄像头模组性能测试技术领域,特别是涉及一种光谱摄像头模组的测试方法及系统。背景技术0002视觉技术通过模拟人眼甚至超越人眼来感受世界万物,普通摄像头模组主要是模拟人眼所看到的波长范围在380780nm之间的可见光,人眼所能看见的所有光谱和颜色均是由红色、绿色、蓝色这三原色组合而来的。而随着人工智能的到来,人眼所看到的信息已远远无法满足人类所需要的信息以及对事物的分析,由此,可以通过光谱成像来提取人眼无法捕获的其他信息,如提取红外、紫外等不可见光波段,将其应用在健。

13、康管理、色温管理、增强现实、活体认证、障碍物检测、水质环境监测、土壤污染监测、血氧监测、物质检测等场景。因此,模组厂对光谱摄像头模组的检测显得尤为重要,其中一般涉及到光效、光斑大小、偏心、匀光、混光、滤光片测试。0003但现有的测试装置通常智能进行单一性能的测试,使得光谱摄像头模组在完成一个性能测试后需要转移到另一测试装置中进行其他性能的测试,如此一来,一是光谱摄像头模组在转移过程中需要反复的从测试装置上拆下及安装,进而浪费大量时间在光谱摄像头模组的拆装上,从而测试效率较低,影响出货效率;二是光谱摄像头模组在转移至另一测试装置中是,需对应重新设置拍摄参数,如此进一步降低的测试效率并且还可能导致。

14、不同的测试装置之间的测试参数之间存在误差,从而导致测试精度降低。发明内容0004有鉴于此,本发明的目的在于提供一种光谱摄像头模组的测试方法及系统,以解决现有技术中测试项目单一、测试效率慢以及测试精度低的问题。0005为达到上述目的,本发明的一技术方案提供一种光谱摄像头模组的测试方法,包括以下步骤:0006S1:搭建测试光源装置并初始化测试光源;0007S2:获取光谱摄像头模组在测试光源下的第一图像并基于所述第一图像对光谱摄像头模组的光学中心进行测试;0008S3:基于所述第一图像对所述光谱摄像头模组的匀光性能进行测试;0009S4:获取光谱摄像头模组在测试光源下的第二图像并基于所述第二图像对光。

15、谱摄像头模组的光效性能进行测试;0010S5:获取光谱摄像头模组在测试光源下的第三图像并基于所述第三图像对光谱摄像头模组的混光性能进行测试。0011进一步的,在步骤S1中,所述测试光源至少包括通用光源和有色光源。0012进一步的,所述步骤S2包括以下子步骤:0013S201:根据设定的第一拍摄参数获取光谱摄像头模组在通用光源和/或有色光源说明书1/13 页5CN 116634130 A5下的第一图像;0014S202:对所述第一图像进行预处理,得到所述第一图像的第一灰度图;0015S203:基于所述第一灰度图计算第一灰度图中的光斑中心坐标及光斑大小;0016S204:根据所述光斑中心坐标及光斑。

16、大小对所述光谱摄像头模组的光学中心进行测试。0017进一步的,在步骤S202中,对第一图像进行预处理的具体方法为:0018提取第一图像的第一原始raw图,将所述第一原始raw图转换成bmp图像并对所述bmp图像进行灰度处理得到第一图像的第一灰度图;所述第一灰度图表示为:0019grayi*jB*bmpi*j+G*bmp(i+1)*j+R*bmp(i+2)*j;0020其中,grayi*j为第一灰度图,bmpi*j为bmp图像,i,j为图像的像素行和像素列,i1,2,.,w1,j1,2,.,h1,w,h分别为图像的宽和高,B,G,R分别为像素的三个颜色分量。0021进一步的,在步骤S203中,计。

17、算第一灰度图中的光斑中心坐标及光斑大小的具体方法为:0022S2031:确定第一灰度图中光斑边缘的灰度值的梯度变化值;0023S2032:确定光斑边缘的感兴趣边界点,并根据所述图像的宽和高以及梯度变化值分别计算各感兴趣边界点的位置坐标;0024S2033:根据所述感兴趣边界点的位置坐标分别计算光斑中心坐标和光斑大小;其中,所述光斑中心坐标表示为:00250026其中:(xS,yS)为光斑中心坐标,xS,yS分别为光斑中心坐标的横坐标和纵坐标,(xlu,ylu),(xrd,yrd),(xld,yld),(xru,yru)分别为光斑边缘左上、右下、左下和右上方向的感兴趣边界点的位置坐标,xlu,x。

18、rd,xld,xru分别为光斑边缘左上、右下、左下和右上方向的感兴趣边界点的横坐标,ylu,yrd,yld,yru分别为光斑边缘左上、右下、左下和右上方向的感兴趣边界点的纵坐标;0027所述光斑大小表示为:00280029其中:Dspot为光斑大小,x为xlu,xrd,xld,xru,y为ylu,yrd,yld,yru。0030进一步的,所述步骤S3包括以下子步骤:0031S301:根据所述光斑中心坐标及光斑大小确定光谱摄像头模组的第一感兴趣区域;0032S302:利用相对标准偏差分别统计第一感兴趣区域的横向标准偏差系数和纵向标准偏差系数;0033所述横向标准偏差系数和纵向标准偏差系数分别表示。

19、为:说明书2/13 页6CN 116634130 A6003400350036其中:RSDx为横向标准偏差系数,RSDy为纵向标准偏差系数,grayi*j为第一感兴趣区域的第二灰度图,i,j分别为第一感兴趣区域的像素行和像素列,i1,2,.,w1,j1,2,.,h1,w,h分别为图像的宽和高,n,m分别为第一感兴趣区域的像素行和像素列i,j中像素的数量;0037S303:根据所述横向标准偏差系数和纵向标准偏差系数对光谱摄像头模组的匀光性能进行测试。0038进一步的,所述步骤S4包括以下子步骤:0039S401:根据设定的第二拍摄参数获取光谱摄像头模组在通用光源和/或有色光源下的第二图像并提取所。

20、述第二图像的第二原始raw图;0040S402:在所述第二原始raw图中确定第二感兴趣区域,并计算所述第二感兴趣区域内的平均像素值;0041所述平均像素值表示为:00420043其中:为平均像素值,xS,yS分别为光斑中心坐标的横坐标和纵坐标,roix*roiy为第二感兴趣区域的大小,roix,roiy分别为第二感兴趣区域在横向和纵向上的长和宽,raw2i*j为第二原始raw图,i,j为第二图像的像素行和像素列,i1,2,.,w1,j1,2,.,h1,w,h分别为图像的宽和高;0044S403:根据所述平均像素值对光谱摄像头模组的光效性能进行测试。0045进一步的,所述步骤S5包括以下子步骤:。

21、0046S501:设置有色光源的颜色及有色光源相对于光谱摄像头模组的拍摄距离和拍摄角度;0047S502:获取光谱摄像头模组在有色光源下基于第三拍摄参数拍摄的一组第三图像,并对一组第三图像进行预处理,得到对应的第三灰度图;0048S503:基于所述第三灰度图分别计算所述第三图像的光斑中心坐标及光斑大小,以及计算所述第三图像的匀光性能;0049S504:调节第三拍摄参数,重复执行步骤S502S503,得到多组第三图像的匀光性能;0050S505:根据多组第三图像的匀光性能对光谱摄像头模组的混光性能进行测试。0051为达到上述目的,本发明的另一技术方案提供一种光谱摄像头模组的测试系统,说明书3/1。

22、3 页7CN 116634130 A7用于实现如上所述的光谱摄像头模组的测试方法,包括:0052测试光源装置,用于提供并初始化测试光源;0053光学中心测试模块,用于获取光谱摄像头模组在测试光源下的第一图像并基于所述第一图像对光谱摄像头模组的光学中心进行测试;0054匀光性能测试模块,用于基于所述第一图像对所述光谱摄像头模组的匀光性能进行测试;0055光效性能测试模块,用于获取光谱摄像头模组在测试光源下的第二图像并基于所述第二图像对光谱摄像头模组的光效性能进行测试;以及0056混光性能测试模块,用于获取光谱摄像头模组在测试光源下的第三图像并基于所述第三图像对光谱摄像头模组的混光性能进行测试。0。

23、057进一步的,所述测试光源装置包括:0058通用光源发生模块,用于为光谱摄像头模组提供通用光源,所述通用光源固定设置在待测试光谱摄像头模组的上方;以及0059有色光源发生模块,包括滑轨支架以及滑动设置在所述滑轨支架上并用于为光谱摄像头模组提供有色光源的LED灯组,所述滑轨支架包括沿竖向设置的竖向导轨以及滑动设置在所述竖向导轨上并能够沿竖向靠近或远离光谱摄像头模组的横向导轨,所述LED灯组滑动设置在所述横向导轨上且对应于所述通用光源下方的位置处。0060本发明基于对应的测试光源对光谱摄像头模组的光学中心、匀光性能、光效性能和混光性能进行测试,可以有效对光谱摄像头模组的光学性能进行测试,确保光谱。

24、摄像头模组符合设计要求,从而提高光谱摄像头模组的出货质量和出货效率;并且,通过设置的一站式的测试系统,设计集成有通用光源以及可调节的有色光源的测试光源装置,在测试过程中,只需进行相关参数的调节,无需反复移动、安装光谱摄像头模组,有效缩短测试时间、提高测试效率。附图说明0061图1为本发明一实施例的光谱摄像头模组的测试方法的流程图。0062图2为测试光源装置的结构示意图。0063图3为步骤S2的流程图。0064图4为步骤S203的流程图。0065图5为图像中光斑的示意图。0066图6为图5中对角线和对角线上某行或某列的梯度变化值的示意图。0067图7为步骤S3的流程图。0068图8为步骤S4的流。

25、程图。0069图9为步骤S5的流程图。0070图10为混光性能测试过程中LED灯组位于光谱摄像头模组正上方的测试示意图。0071图11为混光性能测试过程中LED灯组位于光谱摄像头模组左上方的测试示意图。0072图12为混光性能测试过程中LED灯组位于光谱摄像头模组右上方的测试示意图。0073图13为本发明另一实施例的光谱摄像头模组的测试系统的系统框图0074说明书附图标记如下:说明书4/13 页8CN 116634130 A80075测试光源装置10、通用光源发生模块11、有色光源发生模块12、LED灯组121、竖向导轨122、横向导轨123、光学中心测试模块20、匀光性能测试模块30、光效性。

26、能测试模块40、混光性能测试模块50、上位机60、测试箱70、测试平台80、光谱摄像头模组90。具体实施方式0076下面通过具体实施方式进一步详细说明:0077实施例10078如图1所示,为本实施例的光谱摄像头模组的测试方法的流程图。本实施例的光谱摄像头模组的测试方法可通过模拟光谱摄像头模组90在不同的光源环境下进行拍摄,并根据拍摄到的图像进行光斑情况的分析、匀光性能的分析、光效性能分析以及混光性能的分析。通过将得到的光斑情况相关数据与设定的阈值进行比较以及与光学中心的偏差阈值进行比较,能够测试光谱摄像头模组90的光学中心是否符合设计要求;通过将计算得到的匀光性能相关数据与设定的匀光性能阈值进。

27、行比较,能够测试光谱摄像头模组90的匀光性能是否符合设计要求;通过将计算得到的光效性能相关数据与设定的光效性能阈值进行性比较,能够测试光谱摄像头模组90的光效性能是否符合设计要求;以及通过将计算得到的混光性能相关数据与设定的对应颜色的混光性能阈值进行比较,能够测试光谱摄像头模组90在各种色光下的混光性能是否符合设计要求,从而对光谱摄像头模组90的光学性能进行全面的一站式测试。0079具体的,本实施例的光谱摄像头模组的测试方法包括以下步骤:0080S1:搭建测试光源装置10并初始化测试光源。0081搭建一测试光源装置10,以将待测试的光谱摄像头模组90置于所述测试光源装置10中,并将所述测试光源。

28、装置10的测试装置设置在合适的参数,以使光谱摄像头模组90能够在对应的拍摄参数下进行拍照,进而实现对应光学性能的分析。0082在本实施例中,所述测试光源至少包括通用光源和有色光源,以为待测试的光谱摄像头模组90提供不同的光源环境。0083如图2所示,所述测试光源装置10包括集成于测试箱70内的光源发生模块和有色光源发生模块12,所述测试箱70内对应所述光源发生模块和有色光源发生模块12的下方设置有一用于放置和连接光谱摄像头模组90的测试平台80。待测试的光谱摄像头模组90置于所述测试平台80上并通过数据线与外接上位机60连接,以便上位机60能够对光谱摄像头模组90的拍摄图像进行获取及处理,所述。

29、通用光源发生模块11用于提供通用光源,所述有色光源发生模块12用于提供有色光源,所述通用光源发生模块11和有色光源发生模块12可独立进行控制且通用光源及有色光源的照度、颜色等能够进行适应性调节,以为光谱摄像头模组90提供不同的光源环境。0084所述通用光源发生模块11为固定设置在所述测试箱70内且对应于有色光源发生模块12上方的光源板。0085在本实施例中,所述光源板优选采用轩士佳光源板,光源板距离测试平台80的具体为70cm,通过在光谱摄像头模组90进行相关光学性能测试时调节光源板的色温及照度,以使得光谱摄像头模组90能够拍摄到符合测试条件的拍摄图像。可理解的,在其他的一些实施例中,所述光源。

30、板可选择其他型号的光源板,且根据光谱摄像头模组90的参数也可在说明书5/13 页9CN 116634130 A9安装光源板时将光源板与测试平台80的距离设置成其他距离。0086所述有色光源发生模块12包括滑轨支架以及滑动设置在所述滑轨支架上并用于为光谱摄像头模组90提供有色光源的LED灯组121。所述滑轨支架设置在所述测试箱70内且对应于测试平台80与通用光源发生模块11之间的位置处,以用于调节LED灯组121与测试平台80之间的距离和角度,进而调节光谱摄像头模组90的拍摄距离和拍摄角度;具体的,所述滑轨支架包括沿竖向设置的竖向导轨122以及滑动设置在所述竖向导轨122上并能够沿竖向靠近或远离。

31、光谱摄像头模组90的横向导轨123,所述LED灯组121滑动设置在所述横向导轨123上且对应于所述通用光源下方的位置处;所述竖向导轨122用于调节LED灯组121与测试平台80之间的竖向距离,以调节光谱摄像头模组90的拍摄距离;所述横向导轨123用于调节LED灯组121与测试平台80之间的角度,以调节光谱摄像头模组90的拍摄角度。0087在本实施例中,所述LED灯组121优选采用波长为760nm的红色LED、波长为460nm的蓝色LED和波长为940nm的红外LED并列设置而成,所述红色LED、蓝色LED和红外LED可独立控制,即在对光谱摄像头模组90进行测试时,可单独启用其中一个LED,也可。

32、以启用三个或任意两个LED进行光谱摄像头模组90相关光学性能的测试。可理解的,在其他的一些实施例中,所述LED灯组121也可根据实际的测试需求设置其他颜色的LED或者设置多于三个或少于三个的LED,以为光谱摄像头模组90提供不同的光源环境。0088S2:获取第一图像并测试光谱摄像头模组90的光学中心。0089基于放置在测试平台80上的待测试的光谱摄像头模组90,并在对应的测试光源(即通用光源和/或有色光源)下进行拍摄得到对应的第一图像,再获取所述第一图像并对第一图像进行预处理得到第一灰度图后基于所述第一灰度图分别计算第一灰度图中的光斑对应的光斑中心坐标及光斑大小,进而将所述光斑中心坐标及光斑大。

33、小与预先设定好的光学中心的参数进行比较,根据所述光斑中心及光斑大小与光学中心的参数之间的差异对光谱摄像头模组90的光学中心进行测试,以使得光谱摄像头模组90的光学中心符合设计要求。0090如图3所示,所述步骤S2包括以下子步骤:0091S201:获取光谱摄像头模组90在第一拍摄参数下的第一图像。0092首先,通过所述测试光源装置10控制通用光源发生模块11开启而有色光源发生模块12关闭,并设置所述通用光源发生模块11(具体为光源板)的第一拍摄参数。在本实施例中,所述第一拍摄参数至少包括光源板的色温和照度,在设置第一拍摄参数时,所述色温优选设置为6500200K、照度优选设置为1000100lu。

34、x,以为光谱摄像头模组90提供通用光源的拍摄环境。0093然后,利用连接在测试平台80上的待测试的光谱摄像头模组90任意拍摄得到第一图像。在本实施例中,为方便光源环境的调节及第一图像的处理,所述测试光源选择通用光源,且当选用通用光源时,控制光源板开启而LED灯组121关闭,此时LED灯组121位于横向导轨123的最左侧或最右侧且横向导轨123位于所述竖向导轨122的对顶端,以避免LED灯组121对光源板的光线进行遮挡。可理解的,在其他的一些实施例中,光谱摄像头模组90在拍摄第一图像时,也可以是选用有色光源或者有色光源和通用光源的组合光源下进行拍摄。0094S202:对第一图像进行预处理得到第一。

35、灰度图。0095首先,在所述光谱摄像头模组90拍摄的第一图像中提取得到第一图像的第一原始说明书6/13 页10CN 116634130 A10raw图rawi*j,并将所述第一原始raw图rawi*j转换成以三原色为基础的bmp图像bmpi*j*3,其中:i,j为图像(第一原始raw图或bmp图像)的像素行和像素列,i1,2,.,w1,j1,2,.,h1,w,h分别为图像(第一原始raw或bmp图像图)的宽和高。在本实施例中,基于所述第一图像提取得到第一原始raw图再将第一原始raw图转换成bmp图像可采用现有的芯片或算法实现,本实施例不做赘述。0096然后,对所述bmp图像bmpi*j*3进。

36、行灰度处理得到第一图像对应的第一灰度图grayi*j。在本实施例中,基于所述三原色对bmp图像bmpi*j*3进行灰度处理得到对应的第一灰度图,所述第一灰度图表示为:0097grayi*jB*bmpi*j+G*bmp(i+1)*j+R*bmp(i+2)*j (1)0098其中,grayi*j为第一灰度图;bmpi*j为bmp图像bmpi*j*3对应的单一颜色分量的bmp图像;i,j为图像的像素行和像素列,i1,2,.,w1,j1,2,.,h1,w,h分别为图像的宽和高;B,G,R分别为像素的三个颜色分量(也即bmp图像bmpi*j*3对应的三原色的分量),在本实施例中,B,G,R为固定参数,且。

37、优选分别为B0.29901123,G0.58700561,R0.11398315。0099S203:计算光斑中心坐标及光斑大小。0100基于所述第一灰度图grayi*j确定所述第一灰度图的梯度变化值,并确定第一灰度图中的光斑位置,分别计算所述光斑的光斑中心坐标及光斑大小。0101如图4所示,所述步骤S203包括以下子步骤:0102S2031:确定第一灰度图的梯度变化值。0103如图5所示,为所述第一灰度图grayi*j,图中白色区域为光斑,在所述光斑与非光斑区域之间形成有一过渡区域,为确保图像处理的准确性,需确定所述第一灰度图grayi*j的梯度变化值,也即所述过渡区域的变化值。0104具体的。

38、,首先,根据所述第一灰度图grayi*j得到所述第一灰度图grayi*j的最大灰度值maxgrayi*j和最小灰度值mingrayi*j。然后,根据所述最大灰度值maxgrayi*j和最小灰度值mingrayi*j得出所述第一灰度图grayi*j的梯度变化值gradV:01050106其中:gradV为第一灰度图grayi*j的梯度变化值。0107如图6所示,为所述梯度变化值gradV的示意图,其中图6(a)为图5中对角线中对应的某行或某列的灰度值的梯度变化值,其中图6(b)为图5中对角线中对应的某行或某列的灰度值的梯度变化值。0108S2032:确定感兴趣边界点并计算位置坐标。0109具体的。

39、,首先,根据图5中的对角线和对角线分别确定对角线和对角线与光斑边缘的感兴趣边界点,由图5可知,所述感兴趣边界点包括由对角线确定的左上和右下感兴趣边界点以及由对角线确定的左下和右上感兴趣边界点。0110然后,根据所述图像(即第一灰度图grayi*j,也即第一原始raw图或bmp图像)的宽w和高h以及第一灰度图grayi*j和梯度变化值gradV计算得到左上、右下、左下和右上的感兴趣边界点的位置坐标,所述左上、右下、左下和右上的感兴趣边界点的位置坐标分别说明书7/13 页11CN 116634130 A11为(xlu,ylu),(xrd,yrd),(xld,yld),(xru,yru)。0111在。

40、本实施例中,所述左上感兴趣边界点的位置坐标表示为:01120113所述右下感兴趣边界点的位置坐标表示为:01140115所述左下感兴趣边界点的位置坐标表示为:01160117所述右上感兴趣边界点的位置坐标表示为:01180119其中:xlu,xrd,xld,xru分别为光斑边缘左上、右下、左下和右上方向的感兴趣边界点的横坐标;ylu,yrd,yld,yru分别为光斑边缘左上、右下、左下和右上方向的感兴趣边界点的纵坐标;n,m分别为图像中像素行和像素列i,j中像素的数量;K为常数,在本实施例中,K优选为1030。0120S2033:计算光斑中心坐标和光斑大小。0121根据感兴趣边界点的位置坐标(。

41、xlu,ylu),(xrd,yrd),(xld,yld),(xru,yru)分别计算光斑中心坐标和光斑大小。0122在本实施例中,由于光斑近似为圆形且光斑的圆心近似位于第一灰度图grayi*j的中心,因此,根据所述对角线和对角线与光斑边缘的交点(即感兴趣边界点),可计算得到所述光斑的光斑中心坐标(xS,yS):01230124其中:xS,yS分别为光斑中心坐标的横坐标和纵坐标。0125根据光斑中心至各感兴趣边界点的距离(即光斑的半径),可计算得到光斑大小,同时,由于光斑边缘存在一介于光亮与阴影之间的过渡区域,在进行测试时,所述过渡区域说明书8/13 页12CN 116634130 A12不予考。

42、虑,从而,所述光斑大小表示为:01260127其中:Dspot为光斑大小,x为xlu,xrd,xld,xru,y为ylu,yrd,yld,yru。0128S204:测试光学中心。0129具体的,将计算得到的光斑中心坐标与设定的光学中心的偏差阈值进行比较,测试所述光斑中心坐标是否在允许的光学中心的偏差范围内,以及将计算得到的光斑大小与设定好的光斑大小阈值进行比较,测试所述光斑大小是否在光斑大小阈值范围内,以此来测试所述光谱摄像头模组90的光学中心是否符合设计要求。0130S3:基于第一图像测试光谱摄像头模组90的匀光性能。0131由于所述匀光性能可基于所述第一图像进行测试,因此,在对光谱摄像头模。

43、组90的匀光性能进行测试时,无需再次获取新的图像,可直接利用步骤S2中获取得到的第一图像进行匀光性能的测试,以使得光谱摄像头模组90的匀光性能符合设计要求,并且,匀光性能的测试与光学中心的测试均可以共用第一图像,从而无需再重新调节拍摄参数后拍摄一张新的图像,以节约测试时间。0132如图7所示,所述步骤S3包括以下子步骤:0133S301:确定第一感兴趣区域。0134由于所述第一感兴趣区域由所述光斑确定,因此,在确定第一感兴趣区域时,可直接利用步骤S2中计算得到的光斑中心坐标及光斑大小来确定光谱摄像头模组90的第一感兴趣区域(i,j),其中,i,j分别为第一感兴趣区域的像素行和像素列,i1,2,。

44、.,w1,j1,2,.,h1,w,h分别为图像的宽和高且0135S302:计算标准偏差系数。0136具体的,利用相对标准偏差理论,分别统计第一感兴趣区域的横向标准偏差系数和纵向标准偏差系数。0137在本实施例中,所述横向标准偏差系数和纵向标准偏差系数分别表示为:013801390140其中:RSDx为横向标准偏差系数,RSDy为纵向标准偏差系数,grayi*j为第一感兴趣区域的第二灰度图,i,j分别为第一感兴趣区域的像素行和像素列,i1,2,.,w1,j1,2,.,h1,w,h分别为图像的宽和高,n,m分别为第一感兴趣区域的像素行和像素列i,j中像素的数量。0141S303:测试匀光性能。01。

45、42具体的,将计算得到的横向标准偏差系数RSDx和纵向标准偏差系数RSDy分别与设说明书9/13 页13CN 116634130 A13定好的横向标准偏差系数阈值和纵向标准偏差系数阈值进行比较,测试所述横向标准偏差系数RSDx和纵向标准偏差系数RSDy是否在对应的阈值范围内,以此来测试所述光谱摄像头模组90的匀光性能是否符合设计要求。0143S4:获取第二图像并测试光谱摄像头模组90的光效性能。0144基于放置在测试平台80上的待测试的光谱摄像头模组90,并在对应的测试光源下进行拍摄得到对应的第二图像,再获取所述第二图像并对第二图像进行处理得到第二原始raw图后基于所述第二原始raw图计算对应。

46、的平均像素值,并根据所述平均像素值对光谱摄像头模组90的光效性能进行测试,以使得光谱摄像头模组90的光效性能符合设计要求。0145如图8所示,所述步骤S4包括以下子步骤:0146S401:获取第二图像并提取第二原始raw图。0147首先,按照光谱摄像头模组90的参数设定曝光值后,将光谱摄像头模组90置于测试光源装置10中,通过所述测试光源装置10控制通用光源发生模块11开启而有色光源发生模块12关闭,并设置所述通用光源发生模块11(具体为光源板)的第二拍摄参数。在本实施例中,所述曝光值根据光谱摄像头模组90所采用的感光芯片确定,如当本实施例的光谱摄像头模组90的感光芯片采用型号为SC4210感。

47、光芯片时,其曝光寄存器0 x3E00设定为固定曝光值0 x00B1,而第二拍摄参数与第一拍摄参数一致,也包括光源板的色温和照度,在设置第二拍摄参数时,所述色温优选设置为6500200K、照度优选设置为1000100lux,以为光谱摄像头模组90提供通用光源的拍摄环境。0148然后,利用连接在测试平台80上的待测试的光谱摄像头模组90任意拍摄得到第二图像。在本实施例中,为方便光源环境的调节及第一图像的处理,所述测试光源选择通用光源。可理解的,在其他的一些实施例中,光谱摄像头模组90在拍摄第二图像时,也可以是选用有色光源或者有色光源和通用光源的组合光源下进行拍摄。0149最后,在所述光谱摄像头模组。

48、90拍摄的第二图像中提取得到第二图像的第二原始raw图raw2i*j,其中,i,j为第二图像的像素行和像素列,i1,2,.,w1,j1,2,.,h1,w,h分别为图像的宽和高(由于所测试的光谱摄像头模组90与步骤S2和步骤S3中的光谱摄像头模组90为同一摄像头模组,其拍摄的图像尺寸相同,因此本步骤中的相关参数含义与步骤S2和步骤S3相同)。在本实施例中,基于所述第二图像提取得到第二原始raw图可采用现有的芯片或算法实现,本实施例不做赘述。0150S402:设定第二感兴趣区域并计算平均像素值。0151在所述第二原始raw图中任意确定一第二感兴趣区域,所述第二感兴趣区域的大小设定为roix*roi。

49、y,其中,roix,roiy分别为第二感兴趣区域在横向和纵向上的长和宽且roix*roiyDspot,Dspot为第二图像的光斑大小,Dspot与步骤S2中Dspot的计算方法一致,具体参考步骤S2中的相关描述,此处不做赘述。由于测试对象为同一光谱摄像头模组90,在其他的一些实施例中,Dspot也可直接采用步骤S2中计算得到的Dspot,从而进一步节省测试时间。0152基于所述第二感兴趣计算第二感兴趣区域的平均像素值0153说明书10/13 页14CN 116634130 A140154其中:xS,yS分别为第二图像的光斑中心坐标的横坐标和纵坐标(其计算方法参考步骤S2中的计算方法,此处不做赘。

50、述,同样,在其他的一些实施例中,xS,yS也可直接采用步骤S2中计算得到的xS,yS,从而进一步节省测试时间)。0155S403:测试光效性能。0156具体的,将计算得到的平均像素值与设定好的平均像素值阈值进行比较,测试所述平均像素值是否在平均像素值阈值范围内,以此来测试所述光谱摄像头模组90的光效性能是否符合设计要求。0157S5:获取第三图像并测试光谱摄像头模组90的混光性能。0158基于放置在测试平台80上的待测试的光谱摄像头模组90,并在对应的测试光源(即通用光源和/或有色光源)下进行拍摄得到对应的一组第三图像,再获取所述第三图像并对第三图像进行预处理得到第三灰度图后基于所述第三灰度图。

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内容关键字: 光谱 摄像头 模组 测试 方法 系统
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本文标题:光谱摄像头模组的测试方法及系统.pdf
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