[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

技術領域

本發明涉及圖像亮度測量方法，具體地，涉及一種基于工業相機的亮度測量方法。

背景技術

目前獲取亮度信息的最有效、最準確的方法是利用亮度計進行測試。亮度計屬于精密光電儀器。絕大多數亮度計都會包含透鏡和光闌，主要工作原理就是利用探測器獲取目標物在單位立體角內所發出的光通量。目前市場上的亮度計主要為瞄點式亮度計。

瞄點式亮度計雖然可以獲取亮度信息，但是測試過程會很復雜，而且會受外界環境的影響。首先，進行大范圍亮度測試時需要布大量的點，瞄點式亮度計需要逐點測量，而逐點測量一方面會使得測試時間很長，而且瞄點時也極容易會出現定位不準確的情況；另一方面在測量過程中測量環境容易發生變化，這樣就會導致測量誤差會變大或者測試結果不準確。其次在測量大面積目標物亮度分布時，過多的布點會有很大的數據量，這些數據會給測試、記錄以及分析帶來許多的不便。所以瞄點式亮度計并不是測量大范圍亮度分布的最佳測試儀器。

在實際的工程中，例如對汽車儀表的報警燈、表牌刻度、汽車空調控制器前面板的亮度測量，需要測量一個面或者區域的亮度分布情況。傳統的瞄點式亮度測量方法，不能方便快速的測量面光源的亮度分布。

本發明專利利用工業相機的成像原理，通過分析相機采集到的圖像灰度信號，灰度信號經過亮度標定公式，計算得出相應的亮度信號。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種基于工業相機的亮度測量方法。

根據本發明提供的一種基于工業相機的亮度測量方法，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。

優選地，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。

優選地，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；