[發(fā)明專利]一種科學(xué)級CMOS相機(jī)性能測試系統(tǒng)和方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011004388.4
• 申請日: 2020-09-22
• 公開（公告）號: CN112055199A
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王堅;張藝浩;朱澤宇;蔣維捷;唐騏杰;曲文慶;張謙;賈明皓;張鴻飛
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: H04N17/00
• 分類號: H04N17/00;H04N5/374
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司 11251
• 代理人: 張乾楨

1.一種科學(xué)級CMOS相機(jī)性能測試方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1、用戶界面模塊接收用戶的輸入，并將用戶的輸入以請求的形式發(fā)送到流程控制模塊；

步驟2、流程控制模塊解析用戶的請求，調(diào)用相應(yīng)的測試腳本，通過調(diào)用均勻光源系統(tǒng)與待測相機(jī)的接口，控制待測相機(jī)與均勻光源系統(tǒng)，實現(xiàn)制冷、設(shè)置配置值、控制曝光強度與曝光時間，成像，并進(jìn)行具體測試，包括FPN測試、暗電流測試、增益、噪聲、響應(yīng)線性度與滿阱容量測試、壞點測試。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種科學(xué)級CMOS相機(jī)性能測試方法，其特征在于，所述步驟2中，F(xiàn)PN測試步驟如下：

(1)相機(jī)制冷

首先對相機(jī)的制冷溫度，圖片存儲模式與文件存儲路徑進(jìn)行設(shè)置，完成相機(jī)的基礎(chǔ)參數(shù)設(shè)置后，控制相機(jī)開始制冷；

(2)設(shè)置相機(jī)測試增益值

待相機(jī)制冷到目標(biāo)溫度且達(dá)到穩(wěn)定，設(shè)置相機(jī)的增益值與積分球的曝光時間，并控制相機(jī)進(jìn)行若干次曝光，保存圖片；

(3)相機(jī)拍攝存圖

當(dāng)前配置下的圖片曝光結(jié)束后，對所得圖片進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，獲得當(dāng)前增益與溫度下相機(jī)所拍攝圖片的FPN值及其校準(zhǔn)參數(shù)，并保留相關(guān)數(shù)據(jù)；

(4)更改相機(jī)測試所用增益，進(jìn)行新一輪測試

接下來判斷所需測試的相機(jī)增益值是否測試完畢，若測試結(jié)束，則進(jìn)入下一步，否則回到第(3)步，更改相機(jī)的測試增益與積分球的曝光時間，進(jìn)行下一組圖片的曝光與數(shù)據(jù)處理；測試新增益下相機(jī)的FPN；

(5)更改制冷目標(biāo)溫度，進(jìn)行新一輪測試

若當(dāng)前溫度下的增益值測試完畢，則判斷相機(jī)所需測試的溫度是否測試完畢，若測試完畢，則完成FPN測試流程，否則回到第(1)步，更改相機(jī)的制冷目標(biāo)溫度，重新開始制冷，針對各組增益值測試新溫度下相機(jī)的FPN；

(6)數(shù)據(jù)處理

對測試所得結(jié)果進(jìn)行整理，得到FPN的溫度影響函數(shù)與增益影響函數(shù)，將二者合成，得到FPN的溫度、增益影響二維函數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種科學(xué)級CMOS相機(jī)性能測試方法，其特征在于，所述步驟2中，暗電流測試方法包括如下步驟：

采用控制變量的方法來測試不同溫度下相機(jī)的暗電流大小，拍攝無光照時的相機(jī)圖像并計算其像素平均值，減去曝光時間為0s的圖像并除以曝光時間，獲得單位時間內(nèi)一個像素的暗電流；暗電流測試具體步驟如下：

(1)制冷相機(jī)

首先對相機(jī)的制冷溫度，圖片存儲模式與所拍攝圖片的文件存儲路徑進(jìn)行設(shè)置，將相機(jī)遮光，并根據(jù)相機(jī)所設(shè)定的制冷溫度控制相機(jī)進(jìn)行制冷，并制冷至需要測試的溫度；

(2)設(shè)置相機(jī)測試增益值

待相機(jī)制冷至目標(biāo)溫度并穩(wěn)定后，設(shè)置相機(jī)的增益值與積分球的曝光時間，控制相機(jī)進(jìn)行若干次曝光并保存所得圖片；

(3)相機(jī)拍攝成圖

拍攝一張曝光時間為0s與一張曝光時間為T_1的圖像；

(4)數(shù)據(jù)處理

根據(jù)所得圖片進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，計算所拍攝的兩張圖像的均勻區(qū)的像素平均值，計算本次測試所拍攝照片的暗電流，并保存相關(guān)數(shù)據(jù)；

(5)更改相機(jī)增益，進(jìn)行新一輪測試

完成當(dāng)前配置值的測試后，判斷當(dāng)前溫度下相機(jī)的所有增益值是否測試完畢，若測試完畢，則進(jìn)入下一步，否則更改相機(jī)的增益值，回到步驟(2)重新進(jìn)行曝光與數(shù)據(jù)處理等步驟；

(6)更改制冷溫度，進(jìn)行新一輪測試

若當(dāng)前溫度下配置中的所有增益值測試完畢，則判斷相機(jī)配置內(nèi)的所有溫度值是否測試完畢，若測試完畢，則結(jié)束測試流程，否則更改相機(jī)的目標(biāo)制冷溫度，回到步驟(1)，重新設(shè)置測試增益值與曝光時等參數(shù)，并進(jìn)行新一輪的測試。