本发明属于光学检测领域，尤其涉及一种大口径相机的高动态范围测试方法及装置。
背景技术：
1、相机动态范围是评价相机的一项关键指标，是指相机能够检测光信号的变化跨度，具体来说，是相机能够正常成像的最大光亮度和最小光亮度的比值。动态范围体现了相机对高对比度场景的适应能力，其既能在高亮度环境下对目标成像，且不会因为高亮度导致过曝现象，又能在暗环境下对目标细节成像，因此，对相机动态范围进行测试显得至关重要。
2、目前，对相机动态范围的测试是采用积分球和光谱辐射度计共同操作，具体是将相机稳定放置于积分球出光口处，在积分球口径内相机出光口另一侧放置光谱辐射度计，通过测试相机最短曝光时间内图像接近饱和状态下积分球的辐亮度，和相机最长曝光时间内图像接近暗背景状态下积分球的辐亮度比值，求得待测相机的动态范围，但该测试方法存在以下问题：
3、(1)对于大口径的相机，若采用上述方法，则所需的积分球口径更大，积分球占用空间更大，制造难度也相对增大。此外，积分球的口径变大，难以保证光源的出射角均匀性以及面均匀性，进而导致最终的测试精度有所降低。
4、(2)积分球光源的动态范围较小，很难达到大口径相机高动态范围的要求。
5、因此，在相机检测阶段，建立一种精确测量大口径相机的高动态范围的测试装置和方法是非常有必要的。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种大口径相机的高动态范围测试方法及装置，主要解决现有技术对大口径相机的动态范围进行测试时，因积分球口径较大而导致其制造难度增大及测试精度降低，以及现有积分球光源的动态范围难以达到大口径相机高动态范围要求的技术问题。
2、为实现上述目的，本发明的技术解决方案如下：
3、一种大口径相机的高动态范围测试方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
4、步骤【1】、将待测相机安装于平行光管的出光口，并使待测相机的光轴与平行光管的光轴同轴；
5、步骤【2】、准备多个具有不同透过率的目标物，并将最大透过率的目标物安装于平行光管的焦面处；所述不同透过率通过计量或标定而得；
6、步骤【3】、将光源放置于步骤【2】所述目标物的正后方，并打开光源和待测相机，同时将待测相机的曝光时间和增益设置为最小值；
7、步骤【4】、持续调整光源的亮度，并通过待测相机对目标物进行连续成像，得到不同亮度下目标物的图像；
8、步骤【5】、观察不同亮度下目标物的图像，直至对应图像的灰度值是待测相机最大dn值的95％～99％，则停止调整光源的亮度，并将该亮度设定为光源的固定亮度；
9、步骤【6】、在步骤【5】所述固定亮度下，更换较小透过率的目标物，将待测相机的曝光时间和增益设置为最大值，对该较小透过率的目标物进行成像，得到较小透过率目标物的图像；
10、步骤【7】、对步骤【6】得到图像的成像信噪比进行判断，若成像信噪比等于2，则该较小透过率为待测相机成像的最小透过率，此时执行步骤【8】；否则，返回步骤【6】；
11、步骤【8】、基于步骤【2】所述最大透过率和步骤【7】得到的最小透过率，即可得到待测相机的动态范围，进而完成大口径相机高动态范围的测试。
12、进一步地，步骤【1】中，所述平行光管的口径大于或等于待测相机口径的1.2倍，且平行光管的焦距大于或等于待测相机的焦距，小于或等于待测相机焦距的10倍。
13、进一步地，步骤【2】中，所述多个具有不同透过率的目标物是指在一个目标板上划定多个具有不同透过率的目标区域。
14、或者，所述多个具有不同透过率的目标物是指有多个目标板，分别在每个目标板上划定一个目标区域，每个目标板上目标区域的透过率不同。
15、进一步地，所述目标区域的形状为圆形或正方形，且圆形的直径或正方形边长d的计算公式为：
16、d＝x×d×f光管/f相机
17、式中，x为目标区域通过待测相机所成的像占用待测相机像元的数量，d为待测相机中探测器的像元尺寸，f光管为平行光管的焦距，f相机为待测相机的主距。
18、进一步地，步骤【4】中，所述光源的亮度通过光谱辐射度计或光照度计或光亮度计进行测量，且光源的出光口配有可变光阑，用于调节出射光的光照亮度。
19、进一步地，步骤【7】中，成像信噪比的计算公式为：
20、snr＝(saverage-baverage)/σnoise
21、式中：snr为成像信噪比；saverage为对应目标区域图像的灰度平均值；baverage为背景区域的灰度平均值；σnoise为背景区域均方根，其中，目标区域是指，以对应目标区域的中心为中心点，(x-10)×(x-10)区域以内的像元；背景区域是指，以对应目标区域的中心为中心点，(x+10)×(x+10)区域以外，(x+25)×(x+25)区域以内的像元，x为目标区域通过待测相机所成的像占用待测相机像元的数量。
22、进一步地，步骤【8】中，待测相机3的动态范围通过动态范围计算公式而得，具体为：
23、dr＝20×log10(τ1/τ2)
24、式中：τ1为目标区域的最大透过率，τ2为目标区域的最小透过率。
25、同时，本发明还提供一种大口径相机的高动态范围测试装置，用于实现上述大口径相机的高动态范围测试方法，其特殊之处在于：
26、包括支撑台、平行光管、多个目标物，以及光源；
27、所述支撑台位于平行光管的出光端，用于搭载待测相机；所述平行光管的口径大于待测相机的口径，且平行光管与待测相机同光轴设置；
28、每个所述目标物的透过率不同，测试时，选择所需透过率的目标物，并将其安装于平行光管的焦面处；
29、所述光源位于所需透过率目标物的后方，用于提供照亮对应目标物的出射光。
30、进一步地，还包括可移动式工作转台和支撑件，所述支撑件的下端固定在工作转台上，上端用于安装测试所需目标物，通过工作转台将对应目标物调整至平行光管的焦面位置。
31、进一步地，所述支撑台和工作转台均为二维转台或三维转台；所述光源的出光口设有可变光阑。
32、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
33、1、本发明提供的一种大口径相机的高动态范围测试方法，根据相机的口径选择相应口径的平行光管，并准备多个具有不同透过率的目标物，测试时，只需将不同透过率的目标物放置于平行光管的焦面处，即可为待测相机提供无穷远目标；再通过调整光源的亮度，找到对应图像的灰度值是待测相机最大dn值的95％～99％时对应的光源亮度，并将此亮度作为固定亮度，更换较小透过率的目标物进行后续测试，直至确定待测相机成像的最小透过率，即可获知待测相机的实际动态范围。该方法测试原理简单、操作性强，且测试精度较高。
34、2、本发明提供的一种大口径相机的高动态范围测试方法，在光源的出光口配有可变光阑，从而确保出射光的亮度能达到待测相机的高动态范围要求。
35、3、本发明提供的一种大口径相机的高动态范围测试方法，通过改变不同目标区域的透过率，进而使得模拟目标的动态范围可任意变化，测试范围极宽。
36、4、本发明提供的一种大口径相机的高动态范围测试方法适应性强，对各类型成像类相机、探测类相机均可进行动态范围测试。
37、5、本发明提供的一种大口径相机的高动态范围测试装置，结构简单，且平行光管可根据需要进行相应选择，整体设备的制造成本较现有技术大幅降低。
1.一种大口径相机的高动态范围测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的大口径相机的高动态范围测试方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的大口径相机的高动态范围测试方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的大口径相机的高动态范围测试方法，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的大口径相机的高动态范围测试方法，其特征在于：
6.根据权利要求5所述的大口径相机的高动态范围测试方法，其特征在于：
7.根据权利要求1至6任一所述的大口径相机的高动态范围测试方法，其特征在于：
8.一种大口径相机的高动态范围测试装置，用于实现权利要求1至7任一所述大口径相机的高动态范围测试方法，其特征在于：
9.根据权利要求8所述的大口径相机的高动态范围测试装置，其特征在于：
10.根据权利要求9所述的大口径相机的高动态范围测试装置，其特征在于：
