[發(fā)明專利]基于數(shù)碼相機的圖像亮度計及其測量方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010238438.5
• 申請日: 2010-07-28
• 公開（公告）號: CN101907488A
• 公開（公告）日: 2010-12-08
• 發(fā)明（設計）人: 王書曉;張建平;羅濤
• 申請（專利權）人: 中國建筑科學研究院
• 主分類號: G01J1/00
• 分類號: G01J1/00;H04N5/232
• 代理公司: 北京中建聯(lián)合知識產權代理事務所 11004
• 代理人: 朱麗巖;白云

1.一種基于數(shù)碼相機的圖像亮度計，其特征在于：由CCD相機和亮度測量控制分析系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)線連接而成；所述亮度測量控制分析系統(tǒng)包括：一個用于接收圖像數(shù)據(jù)的輸入/輸出模塊，輸入/輸出模塊的輸出接口與CPU的輸入接口連接；CPU中包括用于圖像解碼的圖像解碼模塊、用于像場均勻性校正的數(shù)據(jù)校正模塊；用于判斷所拍攝的擬測量場景圖片各被測點的RGB通道數(shù)值是否均處于精確測量的區(qū)間內并將其轉化為亮度數(shù)值的亮度計算分析模塊；上述CPU的一個信號輸入輸出接口連接用于存儲操作系統(tǒng)、分析軟件、測試精度與噪聲變化曲線、測量圖片、測量結果的存儲模塊；上述CPU的一個信號輸出接口與用于顯示分析結果的結果顯示模塊連接。

2.一種基于數(shù)碼相機的圖像亮度測量方法，用數(shù)據(jù)線連接CCD相機和亮度測量控制分析系統(tǒng)，其特征在于有以下步驟：

步驟（1），用CCD相機拍攝黑片，獲得該待測CCD相機在測試時的背景噪聲；

步驟（2），確定該CCD相機的精確測試范圍，即確定滿足測試精度要求的下限和上限；

步驟（3），將操作系統(tǒng)、分析軟件和測試精度與噪聲變化曲線數(shù)據(jù)庫輸入亮度測量控制分析系統(tǒng)的存儲器；

步驟（4），用CCD相機拍攝擬測量場景圖片，并存儲為CR2圖像文件；

步驟（5），CR2圖像文件數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)線輸入至亮度測量控制分析系統(tǒng)；

步驟（6），亮度測量控制分析系統(tǒng)對輸入的CR2圖像文件進行圖像解碼；

步驟（7），利用在本測試系統(tǒng)預先校正時通過拍攝背景設置均勻面光源，得出該鏡頭在測試光圈下的像場均勻性校正數(shù)組對圖像文件進行像場均勻校正；

步驟（8），亮度測量控制分析系統(tǒng)將輸入的CR2圖像文件與測試精度的下限和上限進行比較，判斷所拍攝的擬測量場景圖片各被測點的RGB通道數(shù)值是否均處于精確測量的區(qū)間內，如果是則進行亮度計算；

步驟（9），如果不是，則判斷高于還是低于限值，重新拍攝擬測量場景圖片。

3.根據(jù)權利要求2所述的基于數(shù)碼相機的圖像亮度測量方法，其特征在于：所述步驟（2）中，所述測試系統(tǒng)精確測試范圍的確定方法：

1）測試系統(tǒng)測試下限值的確定方法：

CMOS總噪聲引起的誤差由公式計算得出：

注：

?

當考慮到圖像亮度、色度擬合計算公式等的影響，根據(jù)下公式：

從而可以計算出當小于或等于0.1時的最小數(shù)值，這就是準確測試區(qū)域的最小值；

2）測試系統(tǒng)測試上限值的確定方法：

測試系統(tǒng)測試上限值決定于光敏單元滿勢阱信號容量；當接近滿阱時，由于光敏單元下耗盡區(qū)變窄，使量子效率下降，所以線性度變差；在很大的測量區(qū)間內內CMOS具有良好的線性，而當數(shù)值超出一定限值時由于其非線性響應的影響，誤差會迅速增加，即為測試系統(tǒng)測試上限值。

4.根據(jù)權利要求2所述的基于數(shù)碼相機的圖像亮度測量方法，其特征在于：所述步驟（6）中，該圖像亮度測試方法是基于對數(shù)碼相機的RAW圖像文件（本方法為佳能相機的CR2文件）的解碼技術而開發(fā)完成。

5.一種基于數(shù)碼相機的圖像亮度計的使用方法，其特征在于有以下步驟：

a，將標定好的鏡頭安裝在CCD相機上，并用數(shù)據(jù)線與亮度測量控制分析系統(tǒng)相連接；

b，打開CCD相機；

c，打開亮度測量控制分析系統(tǒng)，運行基于CCD相機的圖像亮度計軟件，在顯示屏上選擇所使用的相機類型和CCD相機相應的拍攝參數(shù)；

d，在亮度測量控制分析系統(tǒng)的顯示屏上顯示可測量區(qū)域的圖像，然后調整相機姿態(tài)，以覆蓋擬測量區(qū)域，并點擊“拍照”按鈕，使CCD相機進行相應的拍攝；

e,并將圖片傳輸?shù)搅炼葴y量控制分析系統(tǒng)的軟件根目錄下；

f，測量前在鏡頭蓋未打開的情況下，拍攝黑片；

g，打開拍攝的圖片；

h，根據(jù)預存在測試系統(tǒng)存儲模塊中對應相機型號及鏡頭參數(shù)的像場均勻性校正數(shù)組對圖片進行像場照度均勻性校正；

i，根據(jù)校正授權文件中亮度計算參數(shù)進行亮度計算，計算出所拍攝區(qū)域各點亮度數(shù)值，將計算結果存儲到所需目錄下；

j，顯示亮度等值線，相應選擇所拍攝區(qū)域的亮度等值曲線。