CN101435693B - 影像测量机台光源校正系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种影像测量机台光源校正方法，该方法包括步骤：导入影像光源标准清晰度曲线图表；读取所述图表中标准的坐标位置；根据所述坐标位置，将标准测试工件及电荷耦合装置移到该坐标位置；启动发光装置使其发光，并使电荷耦合装置对标准测试工件进行影像扫描以获得该标准测试工件的影像；根据扫描获得的标准测试工件影像，计算出在不同亮度值下对应的清晰度的值，在标准清晰度曲线图表中生成一条新的曲线；判断影像光源标准清晰度曲线与新生成的曲线上横坐标每一个点的纵坐标误差是否在设定的范围之内；当两条曲线上横坐标的任何一个点的纵坐标误差不在设定的范围之内时，调节发光装置变阻器的阻值大小以确保其误差在设定的范围之内。

Description

影像测量机台光源校正系统及方法

技术领域

本发明涉及一种影像量测系统及方法，尤其是一种影像测量机台光源校正系统及方法。

背景技术

影像量测是目前精密量测领域中最广泛使用的量测方法，该方法不仅精度高，而且量测速度快。影像量测主要用于零件或者部件的尺寸物差和形位误差的测量，对保证产品质量起着重要的作用。

传统的影像量测方法是采用工业光学镜头搭配高分辨率的电荷耦合装置(Charged Coupled Device，CCD)，透过影像撷取卡取得待测工件或者部件的影像，该量测方法对工件或者部件的很多精密量测都达到了很高的精度。

但是在以前的图像处理中，由于影像测量机台上发光装置所发出的影像光源会有差异，例如，强度、亮度等都会不同，即使是相同种类的发光装置(如：同一种规格的光源装置)发出的影像光源也会不同，在对CCD影像进行处理时，就会对获取的影像清晰度产生很大的偏差，从而导致不同的机台对相同的工件进行影像测量时的重复性差，从而导致精度不高。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提出一种影像测量机台光源校正系统，其可以对影像测量机台上的发光装置变阻器的阻值大小进行调节，其发出的影像光源使标准测试工件产生的影像清晰度与标准的影像清晰度一致。

鉴于以上内容，还有必要提出一种影像测量机台光源校正方法，其可以对影像测量机台上的发光装置变阻器的阻值大小进行调节，其发出的影像光源使标准测试工件产生的影像清晰度与标准的影像清晰度一致。

一种影像测量机台光源校正系统，包括计算机及影像量测机台，所述计算机包括影像撷取卡，所述影像量测机台安装有电荷耦合装置，所述电荷耦合装置搭配一个光学镜头，用于获取待测工件的影像，并将该影像传送至计算机的影像撷取卡中，所述影像量测机台还包括一发光装置，所述计算机还包括：导入模块，用于导入影像光源标准清晰度曲线图表；读取模块，用于读取所述图表中标准的坐标位置，所述标准的坐标位置是指在制作影像光源标准清晰度曲线图表时，标准测试工件及电荷耦合装置在影像量测机台上的坐标位置；位置确定模块，用于根据所述标准的坐标位置，将标准测试工件及电荷耦合装置移到该标准的坐标位置；启动扫描模块，用于启动发光装置使其发光，并使电荷耦合装置对标准测试工件进行影像扫描以获得该标准测试工件的影像；计算显示模块，用于根据扫描获得的标准测试工件影像，计算出在不同亮度值下对应的清晰度的值，在标准清晰度曲线图表中生成一条新的曲线；判断模块，用于判断影像光源标准清晰度曲线与新生成的曲线上横坐标的每一个点的纵坐标误差是否在设定的范围之内；调节模块，用于当两条曲线上横坐标的任何一个点的纵坐标误差不在设定的范围之内时，调节发光装置变阻器的阻值大小以确保其误差在设定的范围之内。

一种影像测量机台光源校正方法，该方法包括步骤：导入影像光源标准清晰度曲线图表；读取所述图表中标准的坐标位置，所述标准的坐标位置是指在制作影像光源标准清晰度曲线图表时，标准测试工件及电荷耦合装置在影像量测机台上的坐标位置；根据所述标准的坐标位置，将标准测试工件及电荷耦合装置移到该标准的坐标位置；启动发光装置使其发光，并使电荷耦合装置对标准测试工件进行影像扫描以获得该标准测试工件的影像；根据扫描获得的标准测试工件影像，计算出在不同亮度值下对应的清晰度的值，在标准清晰度曲线图表中生成一条新的曲线；判断影像光源标准清晰度曲线与新生成的曲线上横坐标每一个点的纵坐标误差是否在设定的范围之内；当两条曲线上横坐标的任何一个点的纵坐标误差不在设定的范围之内时，调节发光装置变阻器的阻值大小以确保其误差在设定的范围之内。

相较于现有技术，本发明所提供的影像测量机台光源校正系统及方法其可以对影像测量机台上的发光装置变阻器的阻值大小进行调节，其发出的影像光源使标准测试工件产生的影像清晰度与标准的影像清晰度一致，从而提高影像量测机台的准确率。

附图说明

图1是本发明影像测量机台光源校正系统较佳实施例的硬体架构图。

图2是图1中影像测量机台光源校正程序的功能模块图。

图3是本发明影像测量机台光源校正方法较佳实施例的实施流程图。

图4是本发明标准的影像光源清晰度在坐标系中的曲线图表。

图5是本发明影像经过CCD截图放大后的示意图。

图6是本发明标准影像光源清晰度曲线及新生成的影像光源清晰度曲线在同一个图表中的示意图。

具体实施方式

参阅图1所示，是本发明影像测量机台光源校正系统较佳实施例的硬体架构图。该影像测量机台光源校正系统包括计算机1及放置标准测试工件5的影像量测机台2。其中，所述影像量测机台2的Z轴上安装有用于采集连续影像的电荷耦合装置(Charged Coupled Device，CCD)3，所述CCD 3装有工业光学镜头(图中未示出)，所述CCD 3搭配该工业光学镜头可以使标准测试工件5成像；所述影像量测机台2的Z轴上还安装有发光装置4，所述发光装置4用于为标准测试工件5成像提供影像光源。所述的发光装置4可以是灯管及任意合适的能够提供光源的发光体。

所述计算机1装有影像撷取卡10及影像测量机台光源校正程序11。其中CCD 3通过一条影像数据线与所述影像撷取卡10相连，将从影像量测机台2获取的标准测试工件5的影像传送到影像撷取卡10上，并可以显示于计算机1的显示屏幕(图中未示出)上。所述影像测量机台光源校正程序11连接上述发光装置4，主要用于控制所述发光装置4，并对发光装置4的变阻器进行调节，发光装置4发出的影像光源使标准测试工件5产生的影像清晰度与标准的影像清晰度一致。

参阅图2所示，是图1中光源校正程序11的功能模块图。本发明所称的各模块是所述光源校正程序11中完成特定功能的各个程序段，比程序本身更适合于描述软件在计算机中的执行过程，因此本发明对软件的描述都以模块描述。

所述光源校正程序11主要包括：导入模块110、读取模块111、位置确定模块112、启动扫描模块113、计算显示模块114、判断模块115及调节模块116。

所述导入模块110用于导入影像光源标准清晰度曲线图表，并将其显示在与计算机1相连的显示器(图中未示出)上。所述影像光源标准清晰度曲线图表包括标准清晰度曲线及标准测试工件5在影像量测机台2上标准的坐标位置等信息。具体而言，如图4所示，为标准清晰度曲线图表显示在显示器(图中未示出)上的示意图，图中纵坐标表示获得图像清晰度的值，值越大所获得的图像越清晰，在发光装置电阻不变动的情况下，横坐标每个值对应发光装置4发光时的亮度值。所述标准的坐标位置是在制作影像光源标准清晰度曲线图表时影像量测机台2的CCD3及标准测试工件5的坐标位置，如图4所示，X轴坐标310、Y轴坐标311及Z轴坐标312。此外，由于标准测试工件5只是放置在一个平面上(如图1所示)，因此标准测试工件5在影像量测机台2上只有X轴坐标310、Y轴坐标311，具体而言，假设标准清晰度曲线图表上标准的坐标位置为(1，2，3)，则CCD3的坐标为(1，2，3)，而标准测试工件5坐标为(1，2)。进一步的，由于不同的工件在进行测试时所得到的上述的曲线不同，差异很大，因此在获得标准影像光源清晰度曲线图表及调试其它同规格影像量测机台2的影像光源时使用同一个标准测试工件5，以提高检测的准确率。

所述读取模块111用于读取所述标准清晰度曲线图表中标准的坐标位置。具体而言，在本较佳实施例中，如图4所示，分别读取X轴坐标310的值、Y轴坐标311的值及Z轴坐标312的值。

所述位置确定模块112用于根据所述标准的坐标位置，将该影像量测机台2上的标准测试工件5及CCD3移到该坐标位置。具体而言，在本较佳实施例中，假设标准清晰度曲线图表上标准的坐标位置为(1，2，3)，则将CCD3移到该坐标位置(1，2，3)，将标准测试工件5移到坐标位置(1，2)。

所述启动扫描模块113用于启动发光装置4使其发光，使CCD3对标准测试工件5进行影像扫描以获得该标准测试工件5的影像，并将其显示在与计算机1相连的显示器上。

所述计算显示模块114用于根据扫描获得的标准测试工件影像，计算出在不同亮度值下对应的清晰度的值，在标准清晰度曲线图表中生成一条新的曲线。具体而言，在本较佳实施例中，如图6所示，图中分别是标准影像光源清晰度曲线及新生成的影像光源清晰度曲线，曲线图表的横坐标上每个值代表发光装置4的发光时的亮度值，纵坐标为对应清晰度的值，系统每输入一个横坐标的值，发光装置4发出对应亮度的光照射在标准测试工件5，CCD3通过工业光学镜头获得标准测试工件5的影像及组成该影像每个点的像素点值Pij，如图5所示，CCD截图放大后可以看到，在计算机里，图片是由点组成的，即为像素数组，可用上下像素点值差的绝对值与左右像素点值差的绝对值求和，之后除以整张影像图片的面积，作为清晰度的评估，即：G＝∑(Abs(Pi，j-1-Pi，j+1)+Abs(Pi-1，j-Pi+1，j))/S，其中S为整张影像图片的面积。

所述判断模块115用于判断影像光源标准清晰度曲线与上述新生成的曲线上横坐标每一个点的纵坐标误差是否在设定的范围之内。具体而言，在本较佳实施例中，误差范围为5％之内就算合格，所用的计算公式是在横坐标相同情况下比较纵坐标的误差值，即e＝Abs(y-a)/a，其中y表示新生成的曲线纵坐标的值，a表示标准曲线纵坐标的值，Abs表示取绝对值。在横坐标的每一点上计算出两条曲线纵坐标的误差范围，若两条曲线在横坐标上某一个点的纵坐标的误差范围超过5％，则说明需要对发光装置变阻器的阻值大小进行调节以确保两条曲线在横坐标上每一个点的纵坐标的误差在设定的范围之内。

所述调节模块116用于若两条曲线上横坐标的任何一个点的纵坐标误差不在设定的范围之内时，调节发光装置变阻器的阻值大小以确保其误差在设定的范围之内。

参阅图3所示，是本发明影像测量机台光源校正方法较佳实施例的实施流程图。

步骤S10，导入影像光源标准清晰度曲线图表，并将其显示在与计算机1相连的显示器(图中未示出)上。所述影像光源标准清晰度曲线图表包括标准清晰度曲线及标准测试工件5在影像量测机台2上标准的坐标位置等信息。具体而言，如图4所示，为标准清晰度曲线图表显示在显示器(图中未示出)上的示意图，图中纵坐标表示获得图像清晰度的值，值越大所获得的图像越清晰，在发光装置电阻不变动的情况下，横坐标每个值对应发光装置4发光时的亮度值。所述标准的坐标位置是在制作影像光源标准清晰度曲线图表时影像量测机台2的CCD3及标准测试工件5的坐标位置，如图4所示，X轴坐标310、Y轴坐标311及Z轴坐标312。此外，由于标准测试工件5只是放置在一个平面上(如图1所示)，因此标准测试工件5在影像量测机台2上只有X轴坐标310、Y轴坐标311，具体而言，假设标准清晰度曲线图表上标准的坐标位置为(1，2，3)，则CCD3的坐标为(1，2，3)，而标准测试工件5坐标为(1，2)。进一步的，由于不同的工件在进行测试时所得到的上述的曲线不同，差异很大，因此在获得标准影像光源清晰度曲线图表及调试其它同规格影像量测机台2的影像光源时使用同一个标准测试工件5，以提高检测的准确率。

步骤S11，读取模块111读取所述标准清晰度曲线图表中标准的坐标位置。具体而言，在本较佳实施例中，如图4所示，分别读取X轴坐标310的值、Y轴坐标311的值及Z轴坐标312的值。

在步骤S12中，位置确定模块112根据所述标准的坐标位置，将该影像量测机台2上的标准测试工件5及CCD3移到该坐标位置。具体而言，在本较佳实施例中，假设标准清晰度曲线图表上标准的坐标位置为(1，2，3)，则将CCD3移到该坐标位置(1，2，3)，将标准测试工件5移到坐标位置(1，2)。

步骤S13，启动扫描模块113启动发光装置4使其发光，使CCD3对标准测试工件5进行影像扫描以获得该标准测试工件5的影像，并将其显示在与计算机1相连的显示器上。

步骤S14，计算显示模块114根据扫描获得的标准测试工件影像，计算出在不同亮度值下对应的清晰度的值，在标准清晰度曲线图表中生成一条新的曲线。具体而言，在本较佳实施例中，如图6所示，图中分别是标准影像光源清晰度曲线及新生成的影像光源清晰度曲线，曲线图表的横坐标上每个值代表发光装置4的发光时的亮度值，纵坐标为对应清晰度的值，系统每输入一个横坐标的值，发光装置4发出对应亮度的光照射在标准测试工件5，CCD3通过工业光学镜头获得标准测试工件5的影像及组成该影像每个点的像素点值Pij，如图5所示，CCD截图放大后可以看到，在计算机里，图片是由点组成的，即为像素数组，可用上下像素点值差的绝对值与左右像素点值差的绝对值求和，之后除以整张影像图片的面积，作为清晰度的评估，即：G＝∑(Abs(Pi，j-1-Pi，j+1)+Abs(Pi-1，j-Pi+1，j))/S，其中S为整张影像图片的面积。

在步骤S15中，判断模块115判断影像光源标准清晰度曲线与上述新生成的曲线上横坐标每一个点的纵坐标误差是否在设定的范围之内。具体而言，在本较佳实施例中，误差范围为5％之内就算合格，所用的计算公式是在横坐标相同情况下比较纵坐标的误差值，即e＝Abs(y-a)/a，其中y表示新生成的曲线纵坐标的值，a表示标准曲线纵坐标的值，Abs表示取绝对值。在横坐标的每一点上计算出两条曲线纵坐标的误差范围，若两条曲线在横坐标上某一个点的纵坐标的误差范围超过5％，则说明需要对发光装置变阻器的阻值大小进行调节以确保两条曲线在横坐标上每一个点的纵坐标的误差在设定的范围之内。

若两条曲线上横坐标任何一个点的纵坐标误差不在设定的范围之内时，则于步骤S16中，调节发光装置变阻器的阻值大小以确保其误差在设定的范围之内，之后返回步骤S14。

在步骤S15中，若两条曲线上横坐标的任何一个点的纵坐标误差在设定的范围之内时，则直接结束流程。

本发明所提供的影像测量机台光源校正系统及方法利用标准的影像光源清晰度曲线图表与经过CCD取景之后获得待测机台的影像光源的清晰度曲线进行对比，通过调节发光装置变阻器的阻值大小使两条曲线之间的误差在用户设定的范围之内，同时对测量结果可以以图形方式输出，使测量结果更加直观、形象。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种影像测量机台光源校正系统，包括计算机及影像量测机台，所述计算机包括影像撷取卡，所述影像量测机台安装有电荷耦合装置，所述电荷耦合装置搭配一个光学镜头，用于获取待测工件的影像，并将该影像传送至计算机的影像撷取卡中，其特征在于，所述影像量测机台还包括一发光装置，所述计算机还包括：

导入模块，用于导入影像光源标准清晰度曲线图表；

读取模块，用于读取所述图表中标准的坐标位置，所述标准的坐标位置是指在制作影像光源标准清晰度曲线图表时，标准测试工件及电荷耦合装置在影像量测机台上的坐标位置；

位置确定模块，用于根据所述标准的坐标位置，将标准测试工件及电荷耦合装置移到该标准的坐标位置；

启动扫描模块，用于启动发光装置使其发光，并使电荷耦合装置对标准测试工件进行影像扫描以获得该标准测试工件的影像；

计算显示模块，用于根据扫描获得的标准测试工件影像，计算出在不同亮度值下对应的清晰度的值，在标准清晰度曲线图表中生成一条新的曲线；

判断模块，用于判断影像光源标准清晰度曲线与新生成的曲线上横坐标的每一个点的纵坐标误差是否在设定的范围之内；及

调节模块，用于当两条曲线上横坐标的任何一个点的纵坐标误差不在设定的范围之内时，调节发光装置变阻器的阻值大小以确保其误差在设定的范围之内。

2.如权利要求1所述的影像测量机台光源校正系统，其特征在于，所述设定的范围的值为百分之五。

3.一种影像测量机台光源校正方法，其特征在于，该方法包括步骤： 

导入影像光源标准清晰度曲线图表；

读取所述图表中标准的坐标位置，所述标准的坐标位置是指在制作影像光源标准清晰度曲线图表时，标准测试工件及电荷耦合装置在影像量测机台上的坐标位置；

根据所述标准的坐标位置，将标准测试工件及电荷耦合装置移到该标准的坐标位置；

启动发光装置使其发光，并使电荷耦合装置对标准测试工件进行影像扫描以获得该标准测试工件的影像；

根据扫描获得的标准测试工件影像，计算出在不同亮度值下对应的清晰度的值，在标准清晰度曲线图表中生成一条新的曲线；

判断影像光源标准清晰度曲线与新生成的曲线上横坐标每一个点的纵坐标误差是否在设定的范围之内；及

当两条曲线上横坐标的任何一个点的纵坐标误差不在设定的范围之内时，调节发光装置变阻器的阻值大小以确保其误差在设定的范围之内。

4.如权利要求3所述的影像测量机台光源校正方法，其特征在于，所述设定的范围的值为百分之五。 

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