本发明专利技术公开了一种基于EMVA1288标准的简化CMOS图像传感器成像性能测试方法，包括如下步骤：S100、搭建满足测试要求的实验环境，设置曝光时间梯度，批量采集图像样本；S200、利用采集得到的图像样本计算关键参数，利用其计算图像传感器的标称信噪比和标称动态范围；其中所述关键参数包括不同曝光时间梯度下图像数字信号的时间噪声和空间噪声、传感器饱和信号、全局系统增益及绝对灵敏度阈值。本发明专利技术的测试方法考虑到了企业在应用场景下缺乏绝对均匀光源和标准色卡时仍需对CMOS传感器的实际性能进行评估的需求，针对信噪比和动态范围的性能指标设计了对应的测试流程，所需均匀光源面积小、易获取，可有效满足企业在低成本条件下对CMOS图像传感器的成像性能的测试验证。同时避免了因添加镜头引发的不均匀性导致对动态范围测试的干扰。
1、当前，cmos图像传感器已逐渐在各领域广泛应用，其中信噪比(snr)是均匀恒定光源条件下cmos图像传感器信号和噪声的比值，动态范围(dr)则可用来描述cmos图像传感器在同一张图像中可同时探测到的最大光强信号和最小光强信号的范围，二者均为评估cmos图像传感器质量的重要指标。
2、尽管在传感器开发过程中，专业研发人员可通过各类仪器，对传感器的信噪比和动态范围的计算所需各成像性能参数进行系统测试，以获取对应的性能指标作为传感器合格与否的评判标准，但对于很多采购cmos图像传感器进行产品研发的企业来说，由于不具备拥有同类型实验所需的全部精密仪器的条件，加之传感器性能指标的测量过程较为繁琐，各指标间拥有不同程度的关联。因此如何对采购的cmos图像传感器进行测试，以确定其实际信噪比和动态范围是否满足研发产品的参数要求，需要一套在保证精度的同时且能够对cmos传感器信噪比和动态范围进行完整测试的简化测试方法，以满足企业的实际需求。
1、本专利技术的目的在于提供一种基于emva1288标准的简化cmos图像传感器成像性能测试方法，可在保证精度的同时，对cmos传感器信噪比和动态范围进行完整测试。
>3、s100、搭建满足测试要求的实验环境，设置曝光时间梯度，批量采集图像样本；4、s200、利用采集得到的图像样本计算关键参数，利用其计算图像传感器的标称信噪比和标称动态范围；其中所述关键参数包括不同曝光时间梯度下图像数字信号的时间噪声和空间噪声、传感器饱和信号、全局系统增益及绝对灵敏度阈值。
5、进一步的，所属步骤s100中，搭建满足测试要求的实验环境的步骤如下：
6、s101、设置光源及投射方式：将一个打光面积不小于图像传感器尺寸的led均匀面光源在有遮光窗帘的暗场景下直接垂直照射图像传感器。
7、s102、固定图像传感器与光源：设计合适工装，使图像传感器与光源同心放置，随后移动光源，当采集图像的均匀度大于95％时，即视为均匀光场建立；随后，将光源和传感器使用夹具固定。
8、进一步的，所述步骤s100中，设置曝光时间梯度，批量采集图像样本的步骤如下：
9、s110、设置曝光梯度：完成实验环境的搭建后，通过调节曝光时间，得到图像欠曝光和过曝光时的对应曝光时间，随后在该区间内设置一系列等间隔曝光时间作为曝光时间梯度；
10、s120、批量采集图像样本：在一个曝光时间下采集k张光照场景下的亮图像，随后用盖子完全遮住传感器再采集k张暗图像，k≥6，以此类推在每个曝光梯度下完成同类型的图像的采集。
11、进一步的，所述步骤s200中，计算不同曝光时间梯度下图像数字信号的时间噪声和空间噪声的步骤如下：
12、s201、计算k张图像的总灰度均值：计算采集的k张亮、暗图像的总灰度均值；
13、s202、计算单张图像的灰度均值：计算采集的每一张亮、暗图像的灰度均值；
14、s203、计算图像各像素点的灰度均值：用采集得到的k张亮、暗图像计算每个像素对应的灰度均值；
15、s204、计算空间噪声：计算步骤s201得到的图像总灰度均值和步骤s202得到的单张图像灰度均值的均方误差，结果即为cmos图像传感器的空间噪声；
16、s205、计算时间噪声：计算每张图像每个像素点和利用步骤s203得到的亮、暗图像各像素点灰度均值的均方误差，结果即为cmos图像传感器的亮图像及暗图像的时间噪声。
17、进一步的，所述步骤s200中，传感器的饱和信号的计算步骤如下：
18、s211、绘制灰度均值-时间噪声曲线：以亮、暗图像的总灰度平均值之差为横轴数据点，对应曝光时间的亮、暗图像的时间噪声之差为纵轴数据点拟合灰度均值-时间噪声曲线；
19、s212、确定传感器饱和信号：根据步骤s211获取的曲线，获取曲线呈线性关系的末端数据点时间噪声对应的灰度值，将其确定为传感器饱和信号。
20、进一步的，利用饱和信号对应的曝光时间下采集的亮、暗图像样本计算得到的亮、暗图像灰度均值和时间噪声及空间噪声计算信噪比，将得到的结果作为饱和信号位置处图像数字信号的峰值信噪比，即标称信噪比并输出。
21、进一步的，所述步骤s200中，全局系统增益的计算方法如下：根据饱和信号位置处计算得到的亮、暗通道图像数字信号平均值以及亮、暗通道图像数字信号的时间噪声，计算全局系统增益。
22、进一步的，所述步骤s200中，绝对灵敏度阈值的计算方法如下：利用计算得到的暗图像数字信号的时间噪声除以全局系统增益同0.5的和，除以cmos图像传感器的标称典型量子效率，计算绝对灵敏度阈值。
23、进一步的，利用饱和信号时亮图像灰度均值和暗图像灰度均值的差值以及绝对灵敏度阈值，计算图像数字信号的峰值动态范围，将其作为标称动态范围输出。
24、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术的测试方法考虑到了企业在应用场景下缺乏绝对均匀光源和标准色卡时仍需对cmos传感器的实际性能进行评估的需求，针对信噪比和动态范围的性能指标设计了对应的测试流程，所需均匀光源面积小、易获取，可有效满足企业在低成本条件下对cmos图像传感器的成像性能的测试验证。同时避免了因添加镜头引发的不均匀性导致对动态范围测试的干扰。
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【技术保护点】
1.一种基于EMVA1288标准的简化CMOS图像传感器成像性能测试方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于EMVA1288标准的简化CMOS图像传感器成像性能测试方法，其特征在于，所属步骤S100中，搭建满足测试要求的实验环境的步骤如下：
3.根据权利要求2所述的一种基于EMVA1288标准的简化CMOS图像传感器成像性能测试方法，其特征在于，所述步骤S100中，设置曝光时间梯度，批量采集图像样本的步骤如下：
4.根据权利要求3所述的一种基于EMVA1288标准的简化CMOS图像传感器成像性能测试方法，其特征在于，所述步骤S200中，计算不同曝光时间梯度下图像数字信号的时间噪声和空间噪声的步骤如下：
5.根据权利要求4所述的一种基于EMVA1288标准的简化CMOS图像传感器成像性能测试方法，其特征在于，所述步骤S200中，传感器的饱和信号的计算步骤如下：
6.根据权利要求5所述的一种基于EMVA1288标准的简化CMOS图像传感器成像性能测试方法，其特征在于，利用饱和信号对应的曝光时间下采集的亮、暗图像样本计算得到的亮、暗图像灰度均值和时间噪声及空间噪声计算信噪比，将得到的结果作为饱和信号位置处图像数字信号的峰值信噪比，即标称信噪比并输出。
7.根据权利要求6所述的一种基于EMVA1288标准的简化CMOS图像传感器成像性能测试方法，其特征在于，所述步骤S200中，全局系统增益的计算方法如下：根据饱和信号位置处计算得到的亮、暗通道图像数字信号平均值以及亮、暗通道图像数字信号的时间噪声，计算全局系统增益。
8.根据权利要求7所述的一种基于EMVA1288标准的简化CMOS图像传感器成像性能测试方法，其特征在于，所述步骤S200中，绝对灵敏度阈值的计算方法如下：利用计算得到的暗图像数字信号的时间噪声除以全局系统增益同0.5的和，除以CMOS图像传感器的标称典型量子效率，计算绝对灵敏度阈值。
9.根据权利要求8所述的一种基于EMVA1288标准的简化CMOS图像传感器成像性能测试方法，其特征在于，利用饱和信号时亮图像灰度均值和暗图像灰度均值的差值以及绝对灵敏度阈值，计算图像数字信号的峰值动态范围，将其作为标称动态范围输出。
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【技术特征摘要】
1.一种基于emva1288标准的简化cmos图像传感器成像性能测试方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于emva1288标准的简化cmos图像传感器成像性能测试方法，其特征在于，所属步骤s100中，搭建满足测试要求的实验环境的步骤如下：
3.根据权利要求2所述的一种基于emva1288标准的简化cmos图像传感器成像性能测试方法，其特征在于，所述步骤s100中，设置曝光时间梯度，批量采集图像样本的步骤如下：
4.根据权利要求3所述的一种基于emva1288标准的简化cmos图像传感器成像性能测试方法，其特征在于，所述步骤s200中，计算不同曝光时间梯度下图像数字信号的时间噪声和空间噪声的步骤如下：
5.根据权利要求4所述的一种基于emva1288标准的简化cmos图像传感器成像性能测试方法，其特征在于，所述步骤s200中，传感器的饱和信号的计算步骤如下：
6.根据权利要求5所述的一种基于emva1288标准的简化cmos图像传感器成像性能测试方法，其特征在于，利用饱和信号对应的曝光时间...
【专利技术属性】
技术研发人员：苗庆伟，刘其沛，孟万利，
申请(专利权)人：河南埃尔森智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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