[發明專利]基于工業相機的亮度測量方法

在審

• 申請號: 201710391740.6
• 申請日: 2017-05-27
• 公開（公告）號: CN107403177A
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發明（設計）人: 黃中
• 申請（專利權）人: 延鋒偉世通汽車電子有限公司
• 主分類號: G06K9/20
• 分類號: G06K9/20;G06K9/32;G06K9/38;G06K9/46
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司31236
• 代理人: 郭國中

1.一種基于工業相機的亮度測量方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：選取多個亮度測量樣件作為標定樣件，使用經計量的實驗室光亮度測量儀器，測量所有標定樣件的亮度，并記錄多個標定樣件的亮度數據；

步驟2：調節工業相機的參數，選取并采集一個標定樣件作為圖像A，計算圖像A的灰度直方圖；

步驟3：設定圖像A的矩形亮度檢測區域，稱為ROI(Region of Interesting)；

步驟4：通過圖像處理軟件過濾ROI的背景并計算背景過濾百分比，背景過濾百分比f＝H/ROI內灰度最大值，其中：H為過濾灰度閾值；

步驟5：提取ROI內所有灰度值，計算ROI內灰度平均值；

步驟6：按照步驟5對所有標定樣件依次進行多次灰度平均值測量，取多次測量的灰度平均值的平均值作為灰度數據，建立灰度數據和亮度數據的線性回歸方程，得到：亮度＝f(灰度)；

步驟7：根據步驟6得到的線性回歸方程帶入圖像處理軟件中，工業相機測得灰度測量結果可直接轉化為亮度測量結果；

步驟8：重新選取多個樣件作為驗證樣品，分別通過經計量的實驗室光亮度測量儀器和工業相機測量驗證樣品的亮度，得到實驗室亮度和相機亮度；計算實驗室亮度和相機亮度的極差值；通過公式：差異＝極差/實驗室亮度，判斷驗證結果：若差異<5％，則認為工業相機亮度測量標定合格；若差異≥5％，則返回步驟2重新調節工業相機的參數，并重復步驟2-8。

2.根據權利要求1所述的基于工業相機的亮度測量方法，其特征在于，所述步驟2具體為：

步驟2.1：將工業相機和標定樣件置于暗室(照度小于5Lux的暗室)；

步驟2.2：工業相機的安裝垂直于標定樣件表面；

步驟2.3：設置工業相機鏡頭光圈，先將鏡頭光圈調至最大，再往回旋轉15度，然后固定住鏡頭光圈；

步驟2.4：工業相機鏡頭對焦，調節鏡頭對焦環至標定樣件清晰；

步驟2.5：將工業相機增益設置為0；

步驟2.6：從標定樣件中挑選出亮度最高的樣件作為待測樣件；

步驟2.7：設置一個曝光初始值，采集一幅待測樣件圖像，并稱之為圖像A；

步驟2.8：繪制并計算圖像A的灰度直方圖，具體為：

步驟2.8.1：對圖像A中每一個灰度級別(灰度值0到255)所對應的像素進行計數。即計算圖像A中灰度值為0的像素個數；灰度值為1的像素個數；一直至灰度值為255的像素個數；

步驟2.8.2：繪制直方圖，圖形的橫坐標是灰度值(0到255)，縱坐標是每一個灰度值所對應的像素個數，這樣得到一張灰度分布表，即灰度直方圖；

步驟2.9：查看直方圖中的最大灰度值，稱之為灰度值M；若灰度值M低于200，則增加相機曝光時間，重復步驟2.7至2.8；若灰度值M高于230，則減小相機曝光時間，重復步驟2.7至2.8，若灰度值M大于200而小于230，則結束步驟2。

3.根據權利要求1所述的基于工業相機的亮度測量方法，其特征在于，所述步驟4具體為：

步驟4.1：設置ROI，使用圖像處理軟件的MASK工具提取ROI圖像；

步驟4.2：設置過濾灰度閾值H；

步驟4.3：使用圖像處理軟件的Threshold工具，輸入并不斷調節H，并觀察Threshold工具的輸出圖像；所述輸出圖像和實際圖形接近；

步驟4.4：計算ROI內灰度最大值，具體為：

步驟4.4.1：根據ROI矩陣的位置信息(x0，y0)，(x1，y1)，求得圖像矩陣的子矩陣Img[ROI]；其中：(x0,y0)是ROI矩形在圖像中的起始位置，即矩形的左上頂點，(x1，y1)是ROI矩形在圖像中的終止位置，即矩形的右下頂點；

步驟4.4.2：Img[ROI]為一個二維數據，它的每個元素即為灰度值，計算該二維數據Img[ROI]中元素的最大值，即為ROI內灰度最大值；

步驟4.5：計算背景過濾百分比，背景過濾百分比f＝H/ROI內灰度最大值，其中：H為過濾灰度閾值。