数码照相机曝光时间及测试方法浅析.pdf

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1、露应用技术数码照相机曝光时间及测试方法浅析王潇潇谭山黄锋(广州计量检测技术研究院)摘要：在阐述相机曝光时间相关概念的基础上，提出数码照相机曝光时间动态目标拍摄法。该方法适用于生产企业和质量检测部门日常测试。关键词：数码照相机；曝光时间；动态目标拍摄法0引言近的快门，包括镜前、镜间、镜后3种形式，其共同特点是像面上各点同时或几乎同时曝光。焦平面快门数码照相机也称为数字相机，是一种利用电子传位于焦平面附近，有固定的狭缝幕帘式、可调狭缝幕感器把光学影像转换成电子数据的照相机。目前，我帘式、转盘式、钢片式等多种结构，其共同特征是像国先后出台GB／T

2、19953-2005《数码照相机分辨率的面上各点不在同一时间曝光，整个像面曝光所需时间测量》、GB／T20224．2006《数码照相机曝光指数、ISO大于任一点曝光所需时间【2】。感光度值、标准输出灵敏度和推荐曝光指数的确定》、电子快门是数码照相机独有的快门方式，是通过JB，1r10362-2010《数码照相机》、GB／T29298-2012控制电子信号的通断而控制感光元件状态实现的，由《数字(~i-q)照相机通用规范》等国家标准和行业标于完全没有机械机构，因此可以做到非常高速的快门准。但限于方法及设备的缺失，数码照相机曝光时间速度或很快的

3、影像捕捉频率。这种设计因为无机械快至今尚无统一的测试方法，给企业产品研发、质量控门遮光，容易产生感光元件暗电流校准不良，或在极制带来诸多困扰，也为政府市场监管、消费者维权造端曝光环境下读取曝光资料时易受外部持续照射的成困难。环境光干扰。但许多注重成本控制的数码照相机会利曝光时间是影响相机成像质量的重要参数之一，用这种设计以降低快门成本，或是搭配成本较低的机对于传统相机曝光时间的测试方法已相当成熟，有械快门来兼顾品质。通常较为经济的普通相机均采用JB，]r8250．1—1999《照相机快门时间测试方法》和电子快门或电子机械混合式快门控制曝光时

4、间，而多GB／T8338．2005《照相机快门》2项标准。标准规定数单反相机或高档专业级相机依然采用机械式快门。了焦平面快门和中心快门等各种快门曝光时间的技术参数及测试方法。而对于数码照相机，由于集成度2曝光时间测试方法的提高，标准规定之方法不再适用，开发新型免拆卸传统胶片相机的曝光时间按JBT8250．1—1999<照的测试方法成为数码照相机曝光时间检测亟待解决相机快门时间测试方法》进行测试，其原理是打开相的问题。机的胶片后盖，不安装胶卷，在胶卷的位置上安装光1曝光时间相关概念电接收器或安装一个贴附着胶片的转鼓，通过测量光电接收器的感光时

5、间或观察转鼓上胶片的曝光长度曝光时间(也称快门速度)是为控制感光材料或感光元器件上的曝光量，而使快门打开的持续时间Llj。进行测试[3]。但数码照相机的胶片(CMOS、CCD)相机快门的种类很多，按其位置不同通常分为镜位置是不能打开的，因此无法采用JBT8250．1．1999头快门和焦平面快门。镜头快门是位于镜间及镜头附的方法。2．1辅助快门法T=W／V(3)辅助快门法是中国计量科学研究院研究人员提其中，为曝光时问(s)；为影像轨迹角度(。)出的方法[4]：根据曝光量(H)为曝光时间(f)与像(W<360。)；V为光源旋转速度(。／s)。面

6、照度(E)的乘积可知，若照明光源的光谱成分恒动态目标拍摄法需依托自行研制的动态光源箱定，亮度稳定，相机的感光度、光圈、焦距等各项参进行。动态光源箱由光源、滤光片组、反射光路、旋数确定不变时，像面照度是一个恒定量，曝光量只与转马达、速度监测器、数显装置、速度调节装置及屏像面曝光时间有关，即幕组成，其结构如图1所示。光源发出的激光光束经E：堡：f1过滤光片组，由反射光路送到屏幕上；由旋转马达对ft反射光路的某一部分进行驱动，可使屏幕上的光斑做Ⅳ圆周运动。则f=t(2)数显装置}速度监测器H旋转马达l速度调节装置其中，H为辅助快门在标定曝光时间下

7、的曝光量；日为待测相机在某曝光时间下的曝光量；t为辅助光源滤光片组反射光路屏幕快门的标定曝光时间；t为待测相机的曝光时间。若以拍摄图像的灰度表示曝光量，由式(2)可知，图1动态光源箱结构示意图通过辅助快门开关时间f和2次读出的图像曝光量首先调节动态光源箱的光源转速，使数码照相机日和日，可计算得到待测相机的曝光时间t。此在待测快门速度下对动态光源箱进行正确曝光；然后处影响计算结果的是2次读数的比值，因此曝光量是通过对摄得影像进行图像处理及分析计算，最终得到否绝对准确并不重要，只要是在相机感光度曲线的线数码照相机的曝光时间值，具体流程如图2所示

8、。性工作区域读出即可。辅助快门法测定数码照相机曝光时间，受到光源开始的稳定性和均匀性、辅助快门的位置和运动方式、相竺!f机感光器件响应度线性、响应度均匀性以及相机快门曝光时间测试