一种显示屏对焦清晰度的绝对评价方法和系统技术方案

本发明专利技术实施例公开一种显示屏对焦清晰度绝对评价方法和系统。根据本发明专利技术的方法包括：呈现测试图像，该测试图像包括N个具有不同空间频率的区域，每个区域被赋予与其空间频率对应的清晰度系数；利用图像采集单元对呈现的测试图像进行成像，得到包括各区域的成像数据；利用成像数据计算各区域的调制传递函数值，MTF

【技术实现步骤摘要】
一种显示屏对焦清晰度的绝对评价方法和系统
本专利技术涉及视觉拍摄成像领域。更具体地，涉及一种显示屏对焦清晰度的绝对评价方法和系统。
技术介绍
在常规自动化应用领域，视觉系统的对焦和对焦程度的量化评价是一个常规应用需求。目前的成像清晰度测量方法，分析方向是图像成像的画面质量，基础方向是对成像画面的方差或者是像素梯度差的分析，从画面质量进行图像分析得到测量值。常规对成像图像锐度、方差等数据的测量，因为是从成像画面的数据进行整体计算，得到的只能是一个相对参考值。在成像曝光时间不同、光圈不一样或者光学系统不一样的条件下，成像数据的灰度值不一样，或者如果计算画面中的高频数据分布不一样，得到的清晰度值域都是不一样的。因此，希望提供一种显示屏对焦清晰度的绝对评价方法，以便与曝光和光圈等成像条件无关地衡量对焦程度。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术第一方面提供一种对焦清晰度绝对评价方法，该方法包括：呈现测试图像，该测试图像包括N个具有不同空间频率的区域，每个区域被赋予与其空间频率对应的清晰度系数；利用图像采集单元对呈现的测试图像进行成像，得到包括各区域的成像数据；利用成像数据计算各区域的调制传递函数值MTFMTFn＝(Gmaxn–Gminn)/(Gmaxn+Gminn)，MTFn为区域n的调制传递函数值，n＝1，…，N，Gmaxn为区域n的灰度最大值，Gminn为区域n的灰度最小值；根据计算得到的各区域MTF，确定用于表征对焦清晰度的区域；利用所确定区域的MTF和清晰度系数，计算该成像的对焦清晰度。优选地，利用下式计算对焦清晰度sharpnessn＝MTFn*αn，其中αn为区域n的清晰度系数，0<αn≤1，且随区域空间分辨率的增大而增大。优选地，所述确定用于表征对焦清晰度的区域的步骤进一步包括：按照空间频率由低到高或由高到低的顺序依次计算各区域的MTF，如果当前区域的MTF大于等于预设值，且相邻空间频率高的区域的MTF小于预设值，则当前区域为用于表征对焦清晰度的区域。优选地，由显示屏呈现所述测试图像，所述测试图像中区域n的空间频率fn为显示像素逐m行/列亮暗，m大于等于1，各区域以m增加的方式顺序设置。优选地，所述测试图像中各区域以m递增的方式设置，各区域清晰度系数随m的递增而递减。优选地，该方法进一步包括：将得到的各区域成像数据中，数据量小于预定比例的灰度峰值作为干扰数据进行过滤。优选地，该方法进一步包括：将得到的成像数据插值到标准的MR，利用得到的插值数据计算MTF，MR为图像采集单元长或宽像素数与显示屏长或宽像素数之比。根据本专利技术的第二方面，提供一种对显示屏成像的系统，该系统包括：测试图像生成单元，该测试图像包括N个具有不同空间频率的区域，每个区域被赋予与其空间频率对应的清晰度系数；图像采集单元，用于对呈现的测试图像进行成像，得到包括各区域的成像数据；数据处理单元，利用成像数据计算计算对焦清晰度sharpnessn＝MTFn*αn，其中MTFn＝(Gmaxn–Gminn)/(Gmaxn+Gminn)，MTFn为区域n的调制传递函数值，n＝1，…，N，Gmaxn为区域n的灰度最大值，Gminn为区域n的灰度最小值；αn为区域n的清晰度系数，0<αn≤1，且随区域空间分辨率的增大而增大；根据计算得到的各区域MTF，确定用于表征对焦清晰度的区域；利用所确定区域的MTF和清晰度系数，计算该成像的对焦清晰度。优选地，所述数据处理单元确定用于表征对焦清晰度的区域进一步包括，按照空间频率由低到高或由高到低的顺序依次计算各区域的MTF，如果当前区域的MTF大于等于预设值，且相邻空间频率高的区域的MTF小于预设值，则当前区域为用于表征对焦清晰度的区域。根据本专利技术的第三方面，提供一种用于显示屏对焦测试的显示方法，该方法包括，显示屏显示测试图像，该测试图像包括N个具有不同空间频率的区域，每个区域被赋予与其空间频率对应的清晰度系数；所述测试图像中区域n的空间频率fn为显示像素逐m行/列亮暗，m大于等于1，各区域以m增加的方式顺序设置。本专利技术的有益效果如下：本专利技术提供了一种用于对焦清晰度绝对评价的显示方法，该显示方法通过由显示屏显示包括具有不同空间频率的多个区域的测试图像，且每个区域具有与其空间频率对应的清晰度系数，提供了一种对焦清晰度的绝对评价方法。用待测显示屏呈现所述测试图像，根据本专利技术的方法可用于显示屏测试中显示屏对焦清晰度的自动评价，并应用于常规自动化应用领域中视觉系统的自动对焦。本专利技术利用光学系统的调制传递函数MTF(ModulationTransferFunction)计算原理，对图像采集装置获取的显示屏成像数据进行分区域计算，得到区域的调制传递函数值，可以确定用于表征对焦清新度的区域，结合该区域清晰度系数，可以得到例如从1％～100％的成像清晰度值，作为一种用于清晰度评价的绝对指标。利用根据本专利技术定义的清晰度值，可与曝光条件和光圈等条件无关地，对显示屏的对焦程度进行绝对表征和自动化评价，解决了在生产、测试过程中如何对显示屏对焦程度进行标准量化评价的问题。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。图1示出本专利技术一个实施例的显示屏对焦清晰度绝对评价方法流程图。图2示出空间频率图像成像原理图。图3示出本专利技术一个实施例的测试图像。图4示出本专利技术一个实施例的测试图像的不同空间频率区域。图5示出成像摩尔纹示意图；图6示出本专利技术一个实例的测试数据灰度直方图。图7示出本专利技术一个实例的放大比例概念示意图。图8示出本专利技术一个实施例的显示屏对焦清晰度的评价系统。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术，下面结合优选实施例和附图对本专利技术做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本专利技术的保护范围。图1示出本专利技术的实施例提供的一种显示屏对焦清晰度绝对评价方法，该方法包括：由显示屏呈现测试图像，该测试图像包括N个具有不同空间频率的区域，每个区域被赋予与其空间频率对应的清晰度系数；利用图像采集单元对呈现的测试图像进行成像，得到包括各区域的成像数据；利用成像数据计算各区域的调制传递函数值MTFMTFn＝(Gmaxn–Gminn)/(Gmaxn+Gminn)，MTFn为区域n的调制传递函数值，n＝1，…，N，Gmaxn为区域n的灰度最大值，Gminn为区域n的灰度最小值；根据计算得到的各区域MTF，确定用于表征对焦清晰度的区域；利用所确定区域的MTF和清晰度系数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对焦清晰度绝对评价方法，其特征在于，该方法包括：/n呈现测试图像，该测试图像包括N个具有不同空间频率的区域，每个区域被赋予与其空间频率对应的清晰度系数；/n利用图像采集单元对呈现的测试图像进行成像，得到包括各区域的成像数据；/n利用成像数据计算各区域的调制传递函数值MTF/nMTF

【技术特征摘要】
1.一种对焦清晰度绝对评价方法，其特征在于，该方法包括：
呈现测试图像，该测试图像包括N个具有不同空间频率的区域，每个区域被赋予与其空间频率对应的清晰度系数；
利用图像采集单元对呈现的测试图像进行成像，得到包括各区域的成像数据；
利用成像数据计算各区域的调制传递函数值MTF
MTFn＝(Gmaxn–Gminn)/(Gmaxn+Gminn)，MTFn为区域n的调制传递函数值，n＝1，…，N，
Gmaxn为区域n的灰度最大值，Gminn为区域n的灰度最小值；
根据计算得到的各区域MTF，确定用于表征对焦清晰度的区域；
利用所确定区域的MTF和清晰度系数，计算该成像的对焦清晰度。


2.根据权利要求1所述的对焦清晰度绝对评价方法，其特征在于，
利用下式计算对焦清晰度
sharpnessn＝MTFn*αn，
其中αn为区域n的清晰度系数，0<αn≤1，且随区域空间分辨率的增大而增大。


3.根据权利要求1所述的对焦清晰度绝对评价方法，其特征在于，
所述确定用于表征对焦清晰度的区域的步骤进一步包括：
按照空间频率由低到高或由高到低的顺序依次计算各区域的MTF，
如果当前区域的MTF大于等于预设值，且相邻空间频率高的区域的MTF小于预设值，则当前区域为用于表征对焦清晰度的区域。


4.根据权利要求1所述的对焦清晰度绝对评价方法，其特征在于，
由显示屏呈现所述测试图像，测试图像中区域n的空间频率fn为显示像素逐m行/列亮暗，m大于等于1，各区域以m增加的方式顺序设置。


5.根据权利要求4所述的对焦清晰度绝对评价方法，其特征在于，所述测试图像中各区域以m递增的方式设置，各区域清晰度系数随m的递增而递减。


6.根据权利要求1所述的对焦清晰度绝对评价方法，其特征在于，该方法进一步包括：将得到的各区域成像数据中，数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚宪，李靖宇，
申请(专利权)人：华兴源创成都科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51