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ISO16505 亮度对比度、眩光

52RD.com 2020年4月24日 我爱研发网            参与:2人 我来说两句
  1.要求
  
  亮度对比度
  
  对于亮度和对比度渲染,应用以下要求:
  
  Ÿ   再现高对比度图案的显示器的最小亮度对比度应为:
  
  —     阳光直射条件:2:1;
  
  —     白天具有漫射环境光的条件:3:1;
  
  —     日落条件:2:1;
  
  —     夜间条件:5:1。
  
  注1:考虑到高龄驾驶人的需要,夜间条件下的最小亮度对比度应为10:1。
  
  Ÿ   在黑暗环境中复制摄像机视野的夜间条件应使被测物体上的最大照度不超过     2.0lx。
  
  Ÿ   在夜间条件下,显示器的背景亮度应受到限制。根据显示器在车内的安装情况,     这将减少挡风玻璃或其他车窗玻璃上烦人的反射。夜间最大背景亮度应小于     2.0cd/m2。
  
  Blooming以及镜头Flare
  
  光晕和镜头眩光导致视场和对象的部分遮挡。光晕和镜头眩光的覆盖率不得超过显示图像的25%(见测试方法4.1)。
  
  理由:联合国46号法规目前规定V类和VI类视镜为15%。但是,仅包含了Blooming的测试方法,且没有规定清楚。
  
  2.测试
  
  亮度和对比度再现
  
  包含在不同环境照明条件下执行的五次测试。
  
  a)        直接阳光照射(使用点光源以45klx亮度照射显示器条件下的显示器的对比度感知);
  
  b)        白天漫射光照射(1500cd/m2发光密度的扩展漫射光源反射范围内的显示器对比度感知);
  
  c)        夜间条件(最高照度2lx的暗场景内的对比度再现);
  
  d)        黄昏条件,摄像头伪影(受到因高亮眩光源照射摄像头视镜头而产生的伪影的影响的影像区域);
  
  e)        黄昏条件,摄像头对比度(摄像头视野内存在高亮眩光光源情况下的对比度再现)。
  
  注:利用漫反射率为(ρ)的反射图,可以使用以下公式根据照射在反射图上的亮度(E)估算反射图亮度(L):
  
 
  图1是试验装置一览图。请注意,并非每次试验都同时使用所有设备。
  
  说明:
  
  1           测试图卡(对比度图卡,黑卡)
  
  2           测试卡照明
  
  3           镜子
  
  4           用于摄像机评估的高亮眩光光源(有向光线)
  
  5           测试相机
  
  6           显示器测试用光源
  
  7           测试显示器
  
  8           参考摄像机,数字光度计(如:区域亮度计)
  
  9           均光板
  
  10        摄像机及光照环境的光或空间隔离
  
  11        避免光线直接进入摄像机的光隔离板
  
  12        摄像机侧
  
  13      显示器侧
  
  图1—亮度和对比度测试装置
  
  用来确定摄像头视野内整个场景的参数:必须使用其白色和黑色部分平衡分布(例如每个方向至少包含五个交替排列的黑色和白色方格的棋盘图形)、测试点亮度对比度≥20的对比度图。可以使用具有朗伯特征的反射和透射图(1)。如果使用反射图,则可以在图卡上测量照度或使用参考摄像头或其他亮度计[与显示器测试使用仪器(8)的相同]在被测摄像头的位置和方向(5)测量所需亮度值cd/m2来进行光源调整。使用透射光源通过在被测摄像头(5)的位置和方向测量亮度值进行调整。
  
  如果既不使用日光也不使用太阳光,则所用光源必须与D65标准光源相似,相关色温应为TC=6500K,允许误差±1500K,或者,所用光源与CIE D55标准光源相似,相关色温应为TC=5500K,允许误差±1500K。对于夜间条件,可以使用与标准光源相似的光源,相关色温应为TC=2848K,允许误差±1000K。
  
  测试1:日光直射显示器
  
  装置:对比度图(1)、测试图照明光源(2)、测试摄像头(5)、被测显示器照明(6)、测试显示器(7)和参考摄像头(8)。
  
  本测试模拟通过车辆风挡到显示器的直接日光照射。因此,被测显示器的照明(6)必须类似于点光源,并为测试点提供平行、均匀的入射光。
  
  必须使用对比度图在定义显示器尺寸的中心测量显示器的亮度对比度比。必须把显示器的亮度设置调整到最大。参考摄像头对显示器的倾角必须等于显示器的设计观看倾角Θmonitor/D。入射光源的倾角Θs = Θmonitor/D+15 °,位于显示器法线方向与设计观看方向形成的平面上(参阅图2)。通过测量随后分配给测量位置的白色和黑色图块的亮度来获得对比度比。使用以下公式计算最终对比度比
  

  为灵活起见,可以单独测量发射和反射光亮度来计算亮度对比度。使用公式计算亮度对比度:
  

  Lmonitor/chart/white和Lmonitor/chart/black是在暗室条件下在显示器测定的发射光的亮度值。反射光亮度可能会随所显示的影像而异(例如由于LCD的不同液晶状态导致)。使用如下方法和公式计算各状态(显示器上显示的图卡的白色、黑色图块)的高亮眩光光源的反射光亮度:
  

  注:这种方法依据ISO9241—305:2008,6.1.2所述的反射光基本测定原理
  

  说明:
  
  1           测量平面
  
  2           测试显示器
  
  3           显示器法向
  
  4           设计观察方向
  
  5           高亮眩光光源
  
  6           参考相机
  
  图2——日光直射测试装置
  
  注1:对于倾角Θmonitor/D=30°和方位角Φmonitor/D=0°,该测试与SAEJ1757:2007的 4.1.2.4过程2B相似
  
  当Θmonitor/D = 0 °时,必须在Φmonitor/D = 0 °和180°的平面上测量。采用最低的对比度。
  
  表1汇总了摄像头和显示器的测试参数。
  表1—摄像机及显示器日光直射测试参数   image.png
  
  验证测量的对比度满足直射阳光条件的要求
  
  测试2:漫射日光照射的白天条件
  
  装置:对比度图卡(1)、测试图卡照明(2)、被测摄像头(5)、被测显示器照明(6)、被测显示器(7)、参考摄像头(8)和漫射光源(9)。
  
  该测试模拟显示器上反射的漫射日光。因此,被测显示器照明(9)必须是扩展光源,在显示器表面上的测量区域内产生均匀反射。
  
  测试装置和步骤与测试1相同,只是使用了漫射照明而不是点状光源。可以在点光源与显示器之间放置一个透明均光板来再现这种条件。从参考摄像头角度上看,均光板产生的反射光必须完全覆盖测量区域。且从测量点上看,测量时均光板必须覆盖至少15°的直径范围(ISO9241-305所述的扩展光源)。在均光板/漫射光源表面15°的位置测量要求的发光密度。
  
  必须在对比度图的显示影像内以对比度梯级测量显示器的亮度对比度比。测量位置必须靠近显示器中心。必须把显示器的亮度设置调整到最大。使用以下公式计算对比度比:
  
  为灵活起见,可以单独测量发射和反射光亮度来计算亮度对比度。使用以下公式计算亮度对比度:
  
  Lmonitor/chart/white和Lmonitor/chart/black是在暗室条件下在显示器测定的发射光亮度值。根据所显示的影像,反射光亮度可能会随不同液晶状态而异。使用如下方法和公式计算各状态(显示器上显示的图的白色、黑色图块)的高亮眩光光源的反射光亮度:
  
  注:这种方法依据ISO9241-305:2008,6.1.2所述的反射光基本测定原理。
  
  表2汇总了摄像头和显示器的测试参数。
  
  表2 — 漫射日光照射条件的摄像头和显示器测试参数
  
  注:对于倾角Θmonitor/D=30°和方位角Φmonitor/D=0°,该测试与SAEJ1757:2007的 4.1.2.5过程2B相似。
  
  确认对比度比符合白天漫射光环境下的要求。
  
  测试3:夜间条件
  
  装置:对比度图卡(1)、测试图卡照明(2)、被测摄像头(5)、被测显示器(7)和参考摄像头(8)。
  
  该测试模拟夜间条件下的摄像头场景,在2lx的照度下产生0.5cd/m2到0.7cd/m2的典型亮度值。如果可以,应启用显示器的自动亮度调整。或者,如果可以,应使用显示器低光线手动亮度调整标准设置。
  
  应测量显示器的亮度对比度比。参考摄像头(8)的观察方向为显示器的设计观看方向。  
  确认对比度比符合夜间条件的要求。
  
  测试4:黄昏条件,摄像头伪影
  
  装置:黑色测试图卡(1)、视镜(3)、高亮眩光光源(4)、被测摄像头(5)、被测显示器(7)和参考摄像头(8)。
  
  该测试模拟高亮眩光光源(例如地平线上的太阳)在摄像头影像上产生伪影的摄像头情景。必须把显示器的亮度设置调整到最大。
  
  必须确定受高亮眩光光源所致摄像头伪影(光晕、眩光等)影响的区域。
  
  测试4.1:Blooming以及Smear
  
  被测摄像头对准高亮眩光光源(4)。也可以使用一个反射镜和一个可调光圈实现要求的视野内眩光光源扩展。光源周围的背景为黑色(黑色测试图)。摄像头传感器平面法线与传感器中点与光源连线之间的夹角为10°。必须测量相对于显示器上显示的眩光光源的中心点的最大值的显示器亮度值。参考摄像头(8)的观看方向为显示器的设计观看方向。显示摄像头伪影(眩光、拖影和flares)的显示器区域的亮度值将比仅显示黑色的区域高。确定最高亮度与实际显示器值之比下降到低于2:1的显示器区域。
  
  测试4.2:镜头Flare
  
  必须对光源相对于传感器法线的不同入射角重复测试,以识别出现最大摄像头伪影的最不利情况。显示器上必须总是能够看到光源,以确保稳定的摄像头曝光条件和增益调整。确定最不利情况后,测量显示器上的信号输出水平,找出(并分割出)显示器影像上眩光信号输出水平(亮度)中大于最高眩光信号水平的一半的影像区域。计算上述受影响区域占显示器上整个影像面积的百分比。
  表4—黄昏条件的摄像头和显示器测试参数,摄像头伪影   image.png
  
  确认伪影区域和拖影亮度测量值符合7.8.4.1和7.8.4.2规定的要求。
  
  测试5:黄昏条件,摄像头对比度
  
  装置:对比度图(1)、镜子(3)、测试图照明(2)、高亮眩光光源(4)、被测摄像头(5)、被测显示器(7)和参考摄像头(8)。
  
  必须测量存在高亮眩光光源的场景的显示器亮度对比度。
  
  把被测摄像头对准对比度图。把高亮眩光光源(4)放在被测摄像头(5)的视野内,如测试4.1所述。也可以使用反射视镜(3)。参考摄像头(8)的观看方向为显示器的设计观看方向。测量按照测试4.1确定对比度图上目视不受摄像头伪影影响的区域的亮度对比度。
  
  表5汇总了摄像头和显示器的测试参数。

  确认对比度比符合黄昏条件的要求。
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