一种相机/摄像机曝光时间测试系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于光电测试领域，设及一种测试系统，尤其设及一种相机/摄像机曝光 时间测试系统及方法。
【背景技术】
[0002] 随着相机、摄像机技术的日趋成熟，数字相机和摄像机已经成为主流，对于现在广 泛应用的数字相机和摄像机而言，一般采用内置式电子快口，无法直接测量数码相机的曝 光时间，标准规定的方法已经不再适用。为此中国计量科学研究院的研究人员在《数码相机 曝光时间标定方法研究》中提出了通过辅助快口的方法进行曝光时间的测试。该方法测试 原理如下：
[0003] 数字相机、摄像机的曝光量（H)等于其电子快口的曝光时间（t)与像面照度巧） 的乘积即：
[0004] H=EXt (1) 阳00引式中：H:曝光量，表现为图像灰度；
[0006] E:像面照度，各参数确定时为一常数； 阳〇〇7] t:曝光时间。 阳00引则曝光时间为：
[0010] 式中：Hl:辅助快口完全开启，开启设备自身快口下的曝光量； W11]H2 :设备内置电子快口完全开启，启动辅助快口下的曝光量；
[0012] tl:辅助快口的标定曝光时间；
[0013] t2 ::被测设备曝光时间
[0014] 该方法中假定参数E为一常数，但实际测试中影响参数E的因素比较多，如光源稳 定度、均匀性；辅助开口位置和运动方式和感光器件响应度。误差不易控制，操作难度较大， 不易在产品检测领域推广。
[0015] 广州计量检测技术研究院的研究人员提出动态目标拍摄法进行曝光时间测试。该 方法是拍摄运动物体的运动轨迹，当数字相机拍摄旋转点光源，若设置光源旋转一周的时 间大于曝光时间，则曝光时间与所得图像中点光源轨迹关系为：曝光时间为影像轨迹角度 除W光源旋转角速度。该方法存在的问题主要：（1)轨迹转动角度测量难度较大。（2)不易 制得高转速高稳定度的目标装置。（3)图像诡异边缘易出现拖尾现象，带入了测试误差。因 此该方法也就不易推广。
【发明内容】
[0016] 为了解决【背景技术】中所提到无法直接测量数码相机/摄像机的曝光时间的技术 问题，本发明提供了一种测试过程简单，易于工程实现的一种相机/摄像机曝光时间测试 系统及方法。
[0017] 为实现W上发明目的，本发明提供W下技术方案：一种相机/摄像机曝光时间测 试系统，其特殊之处在于：
[0018] 包括高精度时间脉冲发生器、L邸灯阵列、主控计算机；
[0019] 所述主控计算机包括用于采集被测摄像机图像数据的图像采集单元、频率控制单 元和图像显示单元；
[0020] 所述的高精度时间脉冲发生器分别与L邸灯阵列和频率控制单元连接；所述频率 控制单元分别与图像采集单元和高精度时间脉冲发生器相连；
[0021] 所述LED灯阵列包括可控制LED灯亮度的驱动模块、快速反应LED、LED控制模块；
[0022] 所述高精度时间脉冲发生器包括钢原子频率标准和B码产生器；
[0023] 所述钢原子频率标准为：日漂移率IX10-11~6XlO-13/ld，频稳定度：取样时间 Is:s= 5X10-11 ~5XlO-12/ls;频率准确度A:2X10-10 ~5XlO-11/ls;
[0024] 上述述高精度时间脉冲发生器输出脉冲方波的频率为IHz、10化、100化UKHz、 IOKHz和IOOKHz;
[0025] 上述快速反应L邸的点亮时间和焰灭时间为ns级；
[0026] 上述LED灯阵列包括：nXm(n，m> 4)个等间距排列的LED。
[0027] 一种相机/摄像机曝光时间测试系统的测试方法，其特殊之处在于：包括W下步 骤： 阳02引 1】将被测相机/摄像机固定放置；
[0029] 2】将L邸灯阵列放置在相机前，调节L邸灯阵列位置使L邸灯阵列覆盖相机视场；
[0030] 3】点亮LED灯阵列，调节LED亮度，使LED灯阵列中的每个LED灯在相机规定曝光 时间下所成像清晰可辨；
[0031] 4】根据所测相机/摄像机的曝光时间范围或标称值，取高于该值至少1个数量级 的频率为输出频率。设置高精度时间脉冲发生器的输出该频率；
[0032] 5】使用相机对L邸灯阵列连续拍摄若干幅图像，主控计算机采集所拍摄到的图 像；
[003引 6】使用主控计算机回放所拍摄图像，查看各幅图像中所拍摄到的L邸灯珠数并取 平均值N;
[0034] 7】使用下列公式计算曝光时间：
(1)
[0036] 公式（1)中：t为曝光时间计算值；N为所拍摄到的L邸平均灯珠数；f为高精度时 间脉冲发生器的输出频率。
[0037] 本发明的优点是：本发明利用拍摄多幅图像，通过查看图像所拍摄目标状态来进 行相机曝光时间计算，提供了一种测试过程简单，易于工程实现的相机摄像机曝光时间测 试系统及方法。
[0038] 本发明使用LED灯阵列作为目标，具有高亮度、低功耗、快速反应的良好特性。使 用调节工作电流的方式改变L邸光能量，使目标特征明显且更易分辨。可满足不同曝光时 间的测试要求。使用快速反应LED灯珠，其响应时间（包括点亮时间和焰灭时间）为ns级， 有效的减了由于L邸响应特性带来的测试误差。该L邸灯阵列所包含的L邸灯珠数应不少 于50个（测试最高误差接近2% )，为提高测试精度可增加L邸灯珠数。
[0039] 本发明使用高精度时间脉冲发生器作为信号源，使用高精度、高稳定度、可溯源至 国家计量标准的钢原子频率标准作为时间基准，由B码产生器输出IHz、10化、100化、化化、 IOKHz及IOOKHz等多种不同频率的脉冲方波。可W满足S级到US级的曝光时间测试。其日 漂移率 1X10-11 ~6X10-13/1D，频稳定度：取样时间Is:s= 5X10-11 ~5X10-12/1S; 频率准确度A:2X10-10~5X10-11/1S。提供了高精度、高稳定度时间基准有效减少了测 试误差。
[0040]本发明使用高精度、高灵敏度图像采集卡作为最终图像数据的采集，使该设备适 用于相机及摄像机的曝光时间测试，拓展了测试功能。在