一种自动化评估镜头清晰度及景深效果的方法与流程

1.本发明涉及光学镜头评估领域，更具体地说，涉及一种自动化评估镜头清晰度及景深效果的方法。


背景技术：

2.在传统的摄影技术和图像处理技术中，评估镜头的清晰度和景深效果通常需要复杂的设置和多个步骤。大多数现有的方法倾向于使用二维的测试卡或模板，这些卡片只能提供有限的景深信息。此外，很多评估工具并没有完全自动化，需要手动的干预和调整。为了确保测试的准确性和一致性，通常需要对每次拍摄的图像进行全面的识别和分割，这无疑增加了处理时间和复杂性。此外，传统方法通常未考虑到镜头在不同区域和不同景深的性能差异，从而可能会错过某些关键的质量问题。因此，存在一种对于镜头清晰度及景深效果进行快速、准确和自动化评估的需求。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是提供一种自动化评估镜头清晰度及景深效果的方法，以解决背景技术中提到的问题。
4.为了达到上述目的，本发明采取以下技术方案：一种自动化评估镜头清晰度及景深效果的方法，包括如下步骤：s1: 制作一个三维测试卡，所述三维测试卡分为不同的区域，每个区域内设置一个具体的图形，所述图形可凸出于所述测试卡平面，图形的凸出高度可调；其中，位于中心的区域为模板区域；s2: 初始时，将所述三维测试卡的所有区域的图形凸出高度设为0；s3：使用待测镜头正对所述三维测试卡进行拍摄，得到拍摄图像；其中，拍摄过程中调节待测镜头和所述三维测试卡的间距，使得所述拍摄图像被所述三维测试卡的整体或者一部分完全填满，所述一部分包含模板区域；s4： 利用图像识别技术，从所得的拍摄图像中识别出模板块在所拍摄图像中的位置，以及至少一个其他区域块在拍摄图像中的位置；s5： 根据所识别到的所述模板块的位置、所述至少一个其他区域块的位置，结合所述测试卡上的固定区域布局，对拍摄图像进行分割，得到各个区域的图像数据；s6: 根据所述分割得到的各个区域的图像数据的成像质量，评估镜头在各个区域的成像质量；所述成像质量中至少包含清晰度、对比度；s7：调节三维测试卡中各个图形的凸出高度，使得不同区域的凸出高度不同；s8：重复步骤s3~s5，得到各个区域的图像数据，结合每个区域对应的测试卡上的图形凸出高度，评估镜头的不同区域、不同景深下的拍摄效果；s9:调节三维测试卡中各个图形的凸出高度或者转动三维测试卡，使得不同的拍摄图像区域对应的景深发生变化，并重复步骤s8。
5.在一些实施例中，步骤s4中还包含对得到的拍摄图像进行预处理。
6.在一些实施例中，所述预处理过程至少包括：对拍摄图像进行噪声去除处理。
7.在一些实施例中，步骤s4中的图像识别技术包括：s4.1：在经过预处理的拍摄图像上执行轮廓检测，该过程中识别图像中的连通区域，并将这些连通区域的边界点作为向量返回，构成轮廓边界点序列；s4.2:对已知的三维测试卡上的模版区域或其他任一区域的图形和拍摄图像均进行二维傅里叶变换，将它们转换为频域图像；通过计算拍摄图像中不同轮廓边界点序列构成的图像与模板区域或其他任一区域的匹配程度，选出匹配程度最高的轮廓边界点序列，读取对应的轮廓边界点序列在拍摄图像中的坐标，从而获知模版区域或其他任一区域所对应图形在拍摄图像中的位置。
8.在一些实施例中，s6中获取清晰度的步骤包括：s6.1：根据所述分割得到的图像数据，计算图像的边缘对比度；s6.2：通过边缘对比度来定量每个区域的图像清晰度。
9.在一些实施例中，所述方法还包括：预先设置一个清晰度阈值；对于从所述拍摄图像中分割得到的每个区域的图像数据，自动检测其清晰度；若所述检测到的清晰度小于其对应设置的清晰度阈值，则返回对应区域在拍摄图像中的坐标信息。
10.在一些实施例中，所述s6以及s6.1中获取对比度的步骤包括：s6-3：对于所述分割得到的图像数据，计算图像内的像素亮度的最大值与最小值；s6-4：使用最大亮度值与最小亮度值之间的差值来定量每个区域的图像对比度。
11.在一些实施例中，所述方法还包括：预先设置一个对比度阈值；对于从所述拍摄图像中分割得到的每个区域的图像数据，自动检测其对比度；若所述检测到的对比度小于其对应设置的对比度阈值，则返回对应区域在拍摄图像中的坐标信息。
12.在一些实施例中，s8中评估不同景深下的拍摄效果通过对应区域的拍摄图像清晰度来评价。
13.在一些实施例中，s8还具体包括：s8-1：分别计算不同区域内的各图像数据内的清晰度；s8-2：将各区域的清晰度与一个预先定义的清晰度标准值进行比较；s8-3：若某一区域的清晰度大于或等于所述预先定义的清晰度标准值，则认为该镜头在该区域对应景深下的拍摄效果达标，否则认为该区域对应景深下的拍摄效果不达标。
14.在一些实施例中，s8还包括，自动返回景深拍摄不达标区域在拍摄图像中的坐标，以及三维测试卡在对应区域的图形凸出高度。
15.本发明相对于现有技术的优点在于，本发明将模板区域放在中间，可以保证任意尺寸的镜头都可以拍摄到，且在拍摄的时候，需要把三维测试卡填满镜头，因此即便镜头拍摄的图像的长宽尺寸和三维测试卡的长宽尺寸不同，也能够对镜头拍摄到的区域进行有效
地分割。
16.本发明采用模版区域和任意一个其他区域进行定位，然后根据三维测试卡本身预设的区域分割，直接对拍摄图像进行分割，因此不需要对拍摄图像上的所有区域进行机器或者人工识别、分割，效率非常高。
17.本发引出三维测试卡的概念，可以对镜头不同区域、不同景深的拍摄质量进行评估，非常方便。
18.本发明中，由于不需要人工对图像区域进行识别等，因此可以非常方便地纳入自动化的软件进行处理，从而能够对镜头质量评估达到批量化评估的效果，具有广阔的应用前景。
附图说明
19.图1是本发明方法的流程示意图。
具体实施方式
20.下面结合附图对本发明的具体实施方式作描述。
21.如图1所示为本发明总体流程图。
22.本发明一种自动化评估镜头清晰度及景深效果的方法，包括如下步骤：s1: 制作一个三维测试卡，三维测试卡分为不同的区域，每个区域内设置一个具体的图形，图形可凸出于测试卡平面，图形的凸出高度可调；其中，位于中心的区域为模板区域；s2: 初始时，将三维测试卡的所有区域的图形凸出高度设为0；s3：使用待测镜头正对三维测试卡进行拍摄，得到拍摄图像；其中，拍摄过程中调节待测镜头和三维测试卡的间距，使得拍摄图像被三维测试卡的整体或者一部分完全填满，一部分包含模板区域；s4： 利用图像识别技术，从所得的拍摄图像中识别出模板块在所拍摄图像中的位置，以及至少一个其他区域块在拍摄图像中的位置；s5： 根据所识别到的模板块的位置、至少一个其他区域块的位置，结合测试卡上的固定区域布局，对拍摄图像进行分割，得到各个区域的图像数据；s6: 根据分割得到的各个区域的图像数据的成像质量，评估镜头在各个区域的成像质量；成像质量中至少包含清晰度、对比度；s7：调节三维测试卡中各个图形的凸出高度，使得不同区域的凸出高度不同；s8：重复步骤s3~s5，得到各个区域的图像数据，结合每个区域对应的测试卡上的图形凸出高度，评估镜头的不同区域、不同景深下的拍摄效果；s9:调节三维测试卡中各个图形的凸出高度或者转动三维测试卡，使得不同的拍摄图像区域对应的景深发生变化，并重复步骤s8。
23.在一些实施例中，步骤s4中还包含对得到的拍摄图像进行预处理。
24.在一些实施例中，预处理过程至少包括：对拍摄图像进行噪声去除处理。
25.在一些实施例中，步骤s4中的图像识别技术包括：s4.1：在经过预处理的拍摄图像上执行轮廓检测，该过程中识别图像中的连通区
域，并将这些连通区域的边界点作为向量返回，构成轮廓边界点序列；s4.2:对已知的三维测试卡上的模版区域或其他任一区域的图形和拍摄图像均进行二维傅里叶变换，将它们转换为频域图像；通过计算拍摄图像中不同轮廓边界点序列构成的图像与模板区域或其他任一区域的匹配程度，选出匹配程度最高的轮廓边界点序列，读取对应的轮廓边界点序列在拍摄图像中的坐标，从而获知模版区域或其他任一区域所对应图形在拍摄图像中的位置。
26.在一些实施例中，s6中获取清晰度的步骤包括：s6.1：根据分割得到的图像数据，计算图像的边缘对比度；s6.2：通过边缘对比度来定量每个区域的图像清晰度。
27.在一些实施例中，方法还包括：预先设置一个清晰度阈值；对于从拍摄图像中分割得到的每个区域的图像数据，自动检测其清晰度；若检测到的清晰度小于其对应设置的清晰度阈值，则返回对应区域在拍摄图像中的坐标信息。
28.在一些实施例中，s6以及s6.1中获取对比度的步骤包括：s6-3：对于分割得到的图像数据，计算图像内的像素亮度的最大值与最小值；s6-4：使用最大亮度值与最小亮度值之间的差值来定量每个区域的图像对比度。
29.在一些实施例中，方法还包括：预先设置一个对比度阈值；对于从拍摄图像中分割得到的每个区域的图像数据，自动检测其对比度；若检测到的对比度小于其对应设置的对比度阈值，则返回对应区域在拍摄图像中的坐标信息。
30.在一些实施例中，s8中评估不同景深下的拍摄效果通过对应区域的拍摄图像清晰度来评价。
31.在一些实施例中，s8还具体包括：s8-1：分别计算不同区域内的各图像数据内的清晰度；s8-2：将各区域的清晰度与一个预先定义的清晰度标准值进行比较；s8-3：若某一区域的清晰度大于或等于预定义的清晰度标准值，则认为该镜头在该区域对应景深下的拍摄效果达标，否则认为该区域对应景深下的拍摄效果不达标。
32.在一些实施例中，s8还包括，自动返回景深拍摄不达标区域在拍摄图像中的坐标，以及三维测试卡在对应区域的图形凸出高度。
33.以下实施例考虑一个具体的方案：假设产商生产了一批新的相机镜头。为了确保每一个镜头的质量，产商需要对这些镜头进行成像质量的评估。
34.首先，可以制造了一个尺寸为20cm x 20cm的三维测试卡。该测试卡被细致地分为9个区域，每个区域大小为约6.67cm x 6.67cm。每个区域内都雕刻了一个具体的图形，如星形、三角形和圆形等。位于测试卡中心的区域内的图形是一个正方形，作为模板区域，模板区域的图形要和其他区域的图形有所不同，同时，后面在拍摄图像上要识别的另外一个图形也需要和其他图形有所不同，其他图形可以有重复的图形，不影响分割。这些图形被设计
成可以凸出于测试卡平面，通过后面的调节机构，其凸出高度可以变化。比如，可以用可调节高度的支架等进行调节。
35.在初始阶段，所有区域的图形凸出高度均设为0，使测试卡的表面完全平滑。选取一个待测镜头，摄影师将其正对测试卡进行拍摄。在拍摄过程中，通过调节镜头与测试卡之间的距离，确保所拍摄图像被测试卡的整体或部分填满，而中心模板区域总是出现在拍摄图像中。
36.利用图像识别技术，从所得的拍摄图像中，成功识别出正方形模板块和至少一个其他图形（如星形）在图像中的位置。
37.根据模板块和其他区域块的位置，结合测试卡上的固定区域布局，技术人员可以对拍摄图像进行了分割，得到各个区域的图像数据。这是因为，只要两个区域块在拍摄图像上的位置是确定的，那么由于各个区域块之间的相对位置关系是确定的，就可以知道拍摄图像上的位置分区。
38.接下来可以对分割得到的各区域图像数据进行详细分析。
39.利用专业软件，可以评估每个区域的清晰度和对比度，从而得到镜头在这些区域的成像质量。
40.接下来，调节测试卡上的图形使得不同区域的凸出高度有所不同。例如，设定一个高度单位值l，然后对第n个区域的高度调节到nl高度，再次重复步骤3至6，得到新的拍摄图像数据，并结合每个区域对应的图形凸出高度，评估镜头在不同区域、不同景深下的拍摄效果。
41.转动或调节三维测试卡，使得不同的拍摄图像区域对应的景深发生变化。例如，将三维测试卡轻微倾斜15
°
，然后再重复步骤7。这样，可以评估不同区域的不同景深下的拍摄效果。
42.可见，本发明的核心在于，涉及制作分区的三维测试卡，其中包括可凸出的图形和中心模板区域。通过拍摄、图像识别技术和凸出高度调整，结合图像分割，系统评估镜头在不同区域和景深下的拍摄效果。可以批量化检测镜头，具有广阔的应用前景。
43.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种自动化评估镜头清晰度及景深效果的方法，其特征在于，包括如下步骤：s1: 制作一个三维测试卡，所述三维测试卡分为不同的区域，每个区域内设置一个具体的图形，所述图形可凸出于所述测试卡平面，图形的凸出高度可调；其中，位于中心的区域为模板区域；s2: 初始时，将所述三维测试卡的所有区域的图形凸出高度设为0；s3：使用待测镜头正对所述三维测试卡进行拍摄，得到拍摄图像；其中，拍摄过程中调节待测镜头和所述三维测试卡的间距，使得所述拍摄图像被所述三维测试卡的整体或者一部分完全填满，所述一部分包含模板区域；s4： 利用图像识别技术，从所得的拍摄图像中识别出模板块在所拍摄图像中的位置，以及至少一个其他区域块在拍摄图像中的位置；s5： 根据所识别到的所述模板块的位置、所述至少一个其他区域块的位置，结合所述测试卡上的固定区域布局，对拍摄图像进行分割，得到各个区域的图像数据；s6: 根据所述分割得到的各个区域的图像数据的成像质量，评估镜头在各个区域的成像质量；所述成像质量中至少包含清晰度、对比度；s7：调节三维测试卡中各个图形的凸出高度，使得不同区域的凸出高度不同；s8：重复步骤s3~s5，得到各个区域的图像数据，结合每个区域对应的测试卡上的图形凸出高度，评估镜头的不同区域、不同景深下的拍摄效果；s9：调节三维测试卡中各个图形的凸出高度或者转动三维测试卡，使得不同的拍摄图像区域对应的景深发生变化，并重复步骤s8。2.根据权利要求1所述自动化评估镜头清晰度及景深效果的方法，其特征在于，步骤s4中还包含对得到的拍摄图像进行预处理。3.根据权利要求2所述自动化评估镜头清晰度及景深效果的方法，其特征在于，所述预处理过程至少包括：对拍摄图像进行噪声去除处理。4.根据权利要求3所述自动化评估镜头清晰度及景深效果的方法，其特征在于，步骤s4中的图像识别技术包括：s4.1：在经过预处理的拍摄图像上执行轮廓检测，该过程中识别图像中的连通区域，并将这些连通区域的边界点作为向量返回，构成轮廓边界点序列；s4.2:对已知的三维测试卡上的模版区域或其他任一区域的图形和拍摄图像均进行二维傅里叶变换，将它们转换为频域图像；通过计算拍摄图像中不同轮廓边界点序列构成的图像与模板区域或其他任一区域的匹配程度，选出匹配程度最高的轮廓边界点序列，读取对应的轮廓边界点序列在拍摄图像中的坐标，从而获知模版区域或其他任一区域所对应图形在拍摄图像中的位置。5.根据权利要求4所述自动化评估镜头清晰度及景深效果的方法，其特征在于，s6中获取清晰度的步骤包括：s6.1：根据所述分割得到的图像数据，计算图像的边缘对比度；s6.2：通过边缘对比度来定量每个区域的图像清晰度。6.根据权利要求5所述自动化评估镜头清晰度及景深效果的方法，其特征在于，所述方法还包括：预先设置一个清晰度阈值；
对于从所述拍摄图像中分割得到的每个区域的图像数据，自动检测其清晰度；若所述检测到的清晰度小于其对应设置的清晰度阈值，则返回对应区域在拍摄图像中的坐标信息。7.根据权利要求5所述自动化评估镜头清晰度及景深效果的方法，其特征在于，所述s6以及s6.1中获取对比度的步骤包括：s6-3：对于所述分割得到的图像数据，计算图像内的像素亮度的最大值与最小值；s6-4：使用最大亮度值与最小亮度值之间的差值来定量每个区域的图像对比度。8.根据权利要求7所述自动化评估镜头清晰度及景深效果的方法，其特征在于，所述方法还包括：预先设置一个对比度阈值；对于从所述拍摄图像中分割得到的每个区域的图像数据，自动检测其对比度；若所述检测到的对比度小于其对应设置的对比度阈值，则返回对应区域在拍摄图像中的坐标信息。9.根据权利要求8所述自动化评估镜头清晰度及景深效果的方法，其特征在于，s8还具体包括：s8-1：分别计算不同区域内的各图像数据内的清晰度；s8-2：将各区域的清晰度与一个预先定义的清晰度标准值进行比较；s8-3：若某一区域的清晰度大于或等于所述预先定义的清晰度标准值，则认为该镜头在该区域对应景深下的拍摄效果达标，否则认为该区域对应景深下的拍摄效果不达标。10.根据权利要求9所述自动化评估镜头清晰度及景深效果的方法，其特征在于，s8还包括，自动返回景深拍摄不达标区域在拍摄图像中的坐标，以及三维测试卡在对应区域的图形凸出高度。

技术总结
本发明公开了一种自动化评估镜头清晰度及景深效果的方法，涉及光学镜头评估领域，首先制作一个分区的三维测试卡，每区设置具体的可凸出的图形，中心为模板区域；初次将所有图形凸出高度设为0，进行拍摄并通过图像识别技术定位模板块及其他区域块；结合固定区域布局分割图像，获得图像数据并评估清晰度和对比度等成像质量；之后调整图形凸出高度，重复拍摄、分割和评估，最终得到镜头在不同区域、不同景深下的拍摄效果；该方法显著提高了镜头评估的效率和准确性。效率和准确性。效率和准确性。


技术研发人员：向先兵
受保护的技术使用者：深圳市灿锐科技有限公司
技术研发日：2023.08.22
技术公布日：2023/9/16