CN102479034A - 利用图形化交互界面输入摄像机参数的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种使用上位机图形化操作输入摄像机参数的方法，属于计算机技术领域。该摄像机包括成像单元和下位机。该方法包括步骤：S100：在上位机上启动测光参数输入模块，通过上位机对下位机下发抓图指令，在上位机的交互控制界面上显示下位机拍摄的图片；S200：在上位机的交互控制界面上将图片进行网格化；S300：在上位机的交互控制界面选择网格化得到的网格并设置参数，将对应网格中设置的摄像参数赋值给预定义的数据结构，并将该预定义的数据结构进行实例化；S400：将实例化后的预定义的数据结构发送到对应的下位机。采用根据本发明的方法，可利用图形化界面简单直观地实现复杂参数的设置。

Description

利用图形化交互界面输入摄像机参数的方法

技术领域

本发明属于计算机技术领域，涉及摄像机参数的输入方法，尤其涉及一种使用图形化交互界面输入摄像机参数的方法。

背景技术

在智能交通行业领域内，工业摄像机是一种必不可少的基础性设备，停车场系统、高速公路收费站系统、城市卡口系统、电子警察系统等都要用到摄像机。

工业摄像机主要由成像单元和处理单元组成。成像单元包括成像器件例如CCD或CMOS；处理单元往往是一个功能完备的操作系统，简称下位机，可以实现图像采集、处理、传输等功能。工业摄像机的特点是性能稳定，成像质量好、可操作性强。可操作性强就意味着有大量参数可以灵活配置。对成像单元具体的、实际的参数配置由下位机完成。因为下位机不能直接与诸如键盘和屏幕的输入输出装置相连，对下位机的所有的操作都通过烧写到下位机芯片中的程序来实现。通常，摄像机的安装调试工作由工程人员完成，这样就需要一种通过在普通PC机，简称上位机上进行参数设置并通过网络通讯与下位机传输数据，间接地设置摄像机的方法。

由于摄像机参数繁多，按照传统的输入方法调节摄像机的各种参数较为不便，有必要采取一种图形化的输入方法，使工程人员操作便利，同时使参数设置结果形象生动、一目了然。以摄像机测光区域设置为例，测光区域即摄像机进行自动调光时的亮度参考区域，是影响摄像机成像质量的重要参数。只有选择合适的测光区域，摄像机才能正确调光，最终得到亮度适中的图片或视频图像。民用消费级数码相机通常采用固定的测光模式，例如点测光、中央重点测光或多区域评价测光模式，并通常在制造时确定了测光点或测光区域的位置。由于日常摄像机或相机位置可灵活移动，拍摄距离也可调整，这几种测光方式基本能满足拍摄清晰照片的要求。然而工业用摄像机和日常摄像机的使用之间存在显著的不同。例如，拍摄识别车牌所用的摄像机安装位置固定、安装好以后拍摄距离通常不再改变；被拍对象通常是运行的车辆，要求所拍摄照片中的车牌清晰，对于高清摄像机同时要求车内人脸清晰；摄像机安装以后，需要全天24小时工作，一年四季阴雨雷电天气一直保持运行。因此，日常摄像机的固定测光点或测光区域位置的测光模式不能满足工业摄像机对拍摄质量的要求。对于工业摄像机的这些使用要求，需要在调试工业摄像机时对摄像机的各种参数，例如包括测光区域的位置和各测光区域的加权值等测光参数，进行设置来保证各种光照条件下图片亮度适当且拍摄内容清晰。

通常的设置工业摄像机测光区域的方法是在上位机上通过键盘直接输入测光区域多边形的顶点坐标，然后将各顶点坐标下发到下位机。这种方法不够直观，而且操作不方便。若要在输入多个测光区域的同时输入各区域加权测光参数，操作将变得十分繁琐。

因此，在工业摄像机应用领域内非常有必要提供一种图形化的、操作简便且直观的摄像机测光参数输入方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用图形化交互界面输入摄像机参数的方法。

为实现上述目的，采取以下方法，以测光参数的输入为例，

(1)下位机测光算法采用多区域评价测光方式；

(2)上位机采用预先定义的数据结构向下位机发送测光参数；

(3)上位机使用以下位机拍摄的照片作为背景的带有网格的图形化操作界面进行参数输入；

(4)进行参数输入时，使用鼠标直接在图片的网格内点击。鼠标左键的功能例如被定义为通过点选网格选择测光区域，通过点选网格内的例如五角星的图案修改测光加权值；右健的功能例如被定义为，通过点选网格取消网格选择或通过点选五角星修改加权值。操作鼠标的同时将产生的参数赋值给预定义的数据结构对象；

(5)在上位机上的设置完成后，通过点击发送按钮，将赋值好的数据结构对象，通过Socket通讯发送到下位机。

本发明提供一种使用上位机图形化操作输入摄像机参数的方法，该摄像机包括成像单元和下位机，该方法包括步骤：

S100：上位机对下位机下发抓图指令，在上位机的交互界面上显示下位机拍摄的图片；

S200：在上位机的交互界面上将显示的图片进行网格化；

S300：在上位机的图形化交互界面上选择网格并进行设置，将与所选网格有关的摄像参数赋值给预定义的数据结构，并将该预定义的数据结构进行实例化；

S400：将实例化数据发送到下位机。

优选地，所述上位机包括具有测光参数输入模块的计算机，所述下位机包括数据处理单元和摄像机。

优选地，所述选择网格化得到的网格并设置参数，包括选择网格并记录选中网格的网格坐标。

优选地，所述选择网格化得到的网格并设置参数，进一步包括对选中的网格设置网格参数。

优选地，所述选中网格的网格坐标包括该网格的左上坐标和右下坐标。

优选地，所述记录选中网格的网格坐标为经过图形化界面所显示的图片尺寸对摄像机拍摄照片尺寸的换算的坐标。

优选地，所述对选中的网格设置网格参数，包括通过点击显示在选中网格上的预置图案设定该网格的加权值。

优选地，所述摄像参数为摄像机测光参数。

优选地，所述将预定义的数据结构实例化后发送到对应的下位机，包括以下步骤：

(1)建立上位机与下位机控制端口的连接；

(2)从上位机将预定义的数据结构传输到下位机；以及

(3)关闭上位机与下位机控制端口的连接。

优选地，所述预定义的数据结构实例化为数组发送到下位机。

优选地，所述数组中的各参数进行校验后进行传输。

本发明的有益效果是，使用根据本发明的设置摄像机参数的方法，例如在设置摄像机的测光参数时无需输入数字或字符，可用鼠标在显示拍摄的照片的图形化界面上直接选取测光区域，选择的区域使用图案标识，直观明了；可以通过调整图形化界面上网格框的大小来更改测光区域的面积，操作简单易行；可点选所选网格内的五角星，以选中的五角星个数表示测光加权值。整体上，用简单直观的图形化界面操作实现了复杂参数的设置。

附图说明

图1为本发明的利用图形化交互界面输入摄像机参数的方法的摄像机参数设置系统的示意性框图；

图2为根据本发明实施例的利用图形化交互界面输入摄像机参数的方法的流程图；

图3为根据本发明实施例的利用图形化交互界面输入摄像机参数的方法的上位机图形化交互界面的示意图；

图4为图3所示的交互界面示意图的放大图；

图5为根据本发明实施例的利用图形化交互界面输入摄像机参数的方法流程图；

图6为根据本发明实施例的从上位机传输数据到下位机的方法流程图。

具体实施方式

下面参照附图结合优选实施例对本发明进行详细说明。

图1为本发明的利用图形化交互界面输入摄像机参数的方法的摄像机参数设置系统的示意性框图。在该系统中，上位机利用图形化交互界面输入摄像机参数。上位机通过接口与工业摄像机通讯，将来自上位机的各种指令和在上位机利用图形化交互界面设置的摄像机参数传输到包括在工业摄像机中的下位机。下位机对接收的工业摄像机参数进行处理，指令成像单元进行摄像机的各种操作并获取摄像机拍摄的照片。在该实施例中，工业摄像机中下位机采用多区域评价测光方式进行测光。

图2为根据本发明实施例的利用图形化交互界面设置摄像机参数的方法的流程图。如图所示，根据本发明的利用图形化交互界面的设置摄像机参数的方法包括以下步骤：

S100：上位机对下位机下发抓图指令，在上位机的交互界面上显示下位机拍摄的图片；

S200：在上位机的交互界面上将显示图片进行网格化；

S300：在上位机的图形化交互界面上选择网格并进行设置，将与所选网格有关的摄像参数赋值给预定义的数据结构，并将该预定义的数据结构进行实例化；

S400：将实例化数据发送到下位机。

下面以在上位机上设置工业摄像机的测光参数为例，详细介绍根据本发明设置摄像机参数的方法。

S100：上位机对下位机下发抓图指令，在上位机的交互控制界面上显示下位机拍摄的图片。

首先，在开始测光参数的设置后，上位机对下位机下发抓图指令，下位机指令成像单元执行来自上位机的抓图指令获取照片，并将该照片上传到上位机，使得该照片按照图形化界面的尺寸显示在上位机的交互控制界面上。

S200：在上位机的交互控制界面上将显示的图片进行网格化。

图3为根据本发明实施例的利用图形化交互界面输入摄像机参数的方法的上位机图形化交互界面的示意图。图3中界面左侧区域显示由工业摄像机抓拍得到的图片以及经图像处理直接在其上生成的网格。网格数目由测光区域划分精度决定，例如图3所示为按照高清摄像机的原始图1600*1200，以及按每格宽高均为100像素进行划分得到的网格。可以通过改变网格数目来改变每个网格的面积，或通过选择构成长方形区域的网格数目，改变测光区域的面积。可用输入装置例如鼠标直接在网格上操作。例如，通过点击鼠标左键选中测光区域，选中的测光区域被突出显示，例如被显示为有五角星的底纹为斜线的网格，其中五角星的个数表示该选中测光区域的可选加权值。通过点选五角星可调整该测光区域的测光加权值，例如绿色五角星的数目代表选定的加权值。已产生的包括选中测光区域和该区域加权值的参数信息显示在界面右侧列表中，括号中是表示各选中测光区域的区域左上、右下两个顶点的坐标，括号右侧数字是该区域加权值。

上位机在获取摄像机拍摄的照片后调用网格绘制函数，例如：DrawGrid()画出网格，例如：将显示的图片分成16*12个小格，并绘制表征初始加权值的五角星，如图4所示。图形化界面所显示图片的尺寸可根据屏幕大小等因素动态调整，而原始照片的尺寸对于同一摄像机是固定的，在该实施例中为1600*1200像素。上位机发送给下位机的各坐标参数应以原始照片作为参考，这就需要在图形化界面显示的图片和原始照片之间进行坐标换算。首先，要确定在上位机上显示图片的大小，例如：在该实施例中显示图片尺寸为800*600像素。然后，要确定显示的图片相对于拍摄照片的尺寸换算比例。假定图形化界面上用于显示图片的尺寸宽高分别为nWidth和nHeight，均为int型，显示图片相对于拍摄照片在横向和纵向的放大倍数分别为：

float fXRate＝(float)nWidth/1600.0；

float fYRate＝(float)nHeight/1200.0；

这样，图形化界面上显示图片任意一点在图形化界面上的相对横纵坐标除以相应的横向倍数和纵向倍数就得到该点在拍摄照片上的坐标。在本实施例中，显示图片和拍摄照片均以图片或照片的左上顶点为原点，以向右横轴和向下纵轴描述图片或照片的横纵坐标。

测光区域的网格划分以及鼠标对网格的点击操作都可在图形化界面上进行。例如，可通过点击鼠标选择网格，对网格坐标进行换算，并记录经坐标换算的网格坐标。可通过点击附于网格的图形对网格进行设置。由于C#语言集成了GDI Plus可以很方便地进行图形处理，所以图形化界面操作部分使用C#语言编写。为了较好的显示网格线及相关图形例如可以采用双缓存的方式绘图，图片更新后网格线也做相应重绘。网格线被遮挡时仅做局部刷新，避免图像闪烁。

S300：在上位机的图形化交互界面上选择网格并进行设置，将与所选网格有关的摄像参数赋值给预定义的数据结构，并将该预定义的数据结构进行实例化。

在选择测光区域和所选测光区域的加权值的同时，选中的区域的坐标和加权值被赋值给预定义的数据结构。下位机包括在具有完备的图像采集与处理功能的工业摄像机中。在测光功能方面，下位机接收到的参数优选是包括多个测光区域的坐标值以及各测光区域的加权值的数据。下位机与上位机之间的数据通讯，可以采用Socket方式，下位机作为服务端，上位机作为客户端。当需要传输参数时上位机主动连接下位机。为实现下位机与上位机之间的通讯，用户首先要定义用于传输测光参数的数据结构。根据本实施例的上位机定义的表示单个测光区域参数信息的数据结构可以包括，但不限于：表征具有该数据结构的一组参数是否启用的标志；限定所选测光区域的位置和大小的区域左上角和右下角的坐标值；该区域的加权值。通过选择测光区域和测光区域的加权值将和测光区域有关的参数赋值给上述预定义的数据结构形成具有预定义数据结构的参数。对数据结构进行实例化例如包括将该具有数据结构的参数插入数组。

下位机的ROM存储器空间有限，数据存储区优选采用分配固定大小的方式，例如为测光参数预留16个测光区域的存储区，即最多可接收16个测光区域的参数数据。为保持上位机和下位机的一致性起见，上位机保存测光参数例如可用长度为16的数组来对赋值有选中的测光区域的参数的数据结构实例化。

下位机收到来自上位机的测光区域参数数据后，解析出数组的每一个元素，即测试具有预定义结构的参数，根据参数启用标志判断该组参数是否有效。若有效则将测光区域坐标参数和加权值存储到下位机相应的存储区，进而根据存储的各组参数执行摄像机测光。以下不再讨论下位机如何处理各参数数据，仅说明上位机如何由用户操作得到的数据来填充这个长度为16的数组。

通过用鼠标点击网格改变图形化界面上网格的图案对网格进行选择并通过点击附于网格的图形对选中的网格进行设置，并将选中网格和图形转化为数据参数赋值给预定义的数据结构。

下面结合图5具体描述图2中步骤S300的通过点击鼠标选择网格和对网格进行设置由此设定摄像机测光区域参数的操作。

图5为根据本发明实施例的利用图形化交互界面输入摄像机参数的方法流程图。下面通过定义鼠标左键点击和右键点击两个事件，说明网格的选择和设置以及摄像机测光区域参数的设置。

(1)鼠标左键点击

记录鼠标按下时的坐标，经过计算判断其位于哪一个网格，获取该网格的左上和右下两个顶点的坐标作为表征该表格的坐标，根据所显示图片相对于原始照片的放大倍数将此网格坐标换算为拍摄照片对应的坐标。将该换算后的坐标记录下来将此选定的网格对应的区域作为当前区域，并将该换算后的坐标作为参数赋值给如上所述的数据结构。

查找包括多个具有预定义数据结构的参数的数组，若数组中不存在此网格对应区域的坐标信息，则将该组参数插入数组中，并将如上所定义的数据结构中的启用标志设置为启用，并在图形化界面上显示的图片上选中的网格内例如通过绘制斜线与五角星表示该网格所对应的区域被选中。例如表示为三个绿色二个粉色的五角星表示可选加权值为1，2，3，4，5，默认加权值为3。通过点击五角星可设置加权值。

若数组中已经存在此区域，则判断鼠标指针是否点击在当前区域内的五角星上，若点击在绿色五角星上则返回，若点击在粉色五角星上则将该五角星重绘为绿色，表示加权值加1。将修改后的加权值赋值给如上所述的数据结构，并用该组赋值给数据结构的参数数据更新数组中相应数据。

由此，将该当前区域设置为测光区域之一并设置了该区域的测光加权值。

若数组中已经存在此区域，且鼠标指针未点击在当前区域的五角星内，则返回。

(2)鼠标右键点击

记录鼠标按下时的坐标，经过计算判断其位在哪一个网格，获取该网格的左上和右下两个顶点的坐标作为表征该表格的坐标，根据所显示图片相对于原始照片的放大倍数将此网格坐标换算为拍摄照片对应的坐标。将该换算后的坐标记录下来将此选定的网格对应的区域作为当前区域，并将该换算后的坐标作为参数赋值给如上所述的数据结构。

查找包括多个具有预定义数据结构的参数的数组，若数组中存在此区域的坐标信息，则进一步判断鼠标指针是否点击在当前区域内的五角星上，若点击在粉色五角星上则返回，若点击在绿色五角星上则将该五角星重绘为粉色，表示加权值减1，并更新数组中相应数据。若鼠标箭头并未点击在五角星上，则执行删除，即将当前区域参数清零并将启用标志设置为禁用，并擦除网格内的斜线与五角星，删除数组中的该组参数。以此类推，若选定的区域已全部清除，则给出提示并返回。

若数组中不存在此区域，则直接返回。

由此，完成对选中测光区域的修改。

若选定的区域不到16个，可继续对区域进行选择，或确认参数输入完成。若选定的区域已达到16个，则给出提示，参数输入完成。

S400：将实例化后的预定义的数据结构发送到对应的下位机。

根据本发明的优选实施例，由于以VC语言编写动态库实现Socket通讯较为灵活、高效，所以，上位机可以通过Socket与下位机通讯传输数据，数据传输的程序可以使用VC语言编写动态库来实现。

在利用图形化界面选择测光区域及各区域的加权值后，包括多个具有预定义数据结构的参数的数组通过Socket通信实现将测光参数的从上位机到下位机的下发。

例如，通过点击图形化交互界面上的“发送”按钮启动在上位机设置的数据从上位机到下位机的下发。该下发操作包括以下几个步骤，如图6所示：

步骤S401：上位机与下位机的控制端口建立Socket连接。

步骤S402：对数组中的各参数进行校验，例如，坐标数值中横坐标是否在0-1600之间或者纵坐标是否在0-1200之间；左上角的坐标值是否小于右下角坐标值；加权值是否在范围之内等。

如果参数合格，即各种数据位于上述各自的范围之内，则进入步骤S403。如果不合格，则进入步骤S404。

步骤S403：上位机通过已连接的Socket将数据下发到下位机。数据下发成功。

步骤S404：上位机给出提示告知数据不合格并中止发送，上位机等待下一次发送命令，本次数据下发失败。

步骤S405：上位机关闭与下位机控制端口的连接。

以上借助实施例对本发明进行了具体说明。应当理解，本发明的上述描述是示例性的而非限制性的。本领域技术人员通过阅读本说明书，在不偏离本发明精神的情况下可以对本发明进行修改和变型。本发明的保护范围仅由所附权利要求限定。

Claims (11)

1.一种利用图形化交互界面输入摄像机参数的方法，其特征在于，包括步骤：

S100：上位机对下位机下发抓图指令，在上位机的交互界面上显示下位机拍摄的图片；

S200：在上位机的交互界面上将显示的图片进行网格化；

S300：在上位机的图形化交互界面上选择网格并进行设置，将与所选网格有关的摄像参数赋值给预定义的数据结构，并将该预定义的数据结构进行实例化；

S400：将实例化数据发送到下位机。

2.根据权利要求1所述的利用图形化交互界面输入摄像机参数的方法，其特征在于，所述上位机包括具有测光参数输入模块的计算机，所述下位机包括数据处理单元和摄像机。

3.根据权利要求1所述的利用图形化交互界面输入摄像机参数的方法，其特征在于，在上位机的图形化交互界面上选择网格并进行设置包括选择网格并记录选中网格的网格坐标。

4.根据权利要求1所述的利用图形化交互界面输入摄像机参数的方法，其特征在于，所述在上位机的图形化交互界面上选择网格并进行设置包括对选中的网格设置与摄像机参数有关的网格参数。

5.根据权利要求3所述的利用图形化交互界面输入摄像机参数的方法，其特征在于，所述选中的网格的网格坐标包括该网格的左上坐标和右下坐标。

6.根据权利要求3所述的利用图形化交互界面输入摄像机参数的方法，其特征在于，所述记录选中网格的网格坐标为经过图形化界面所显示的图片尺寸对摄像机拍摄照片尺寸的换算的坐标。

7.根据权利要求4所述的利用图形化交互界面输入摄像机参数的方法，其特征在于，所述对选中的网格设置网格参数，包括通过点击显示在选中网格上的预置图案设定该网格的加权值。

8.根据权利要求1所述的利用图形化交互界面输入摄像机参数的方法，其特征在于，所述摄像参数为摄像机测光参数。

9.根据权利要求1所述的利用图形化交互界面输入摄像机参数的方法，其特征在于，所述将预定义的数据结构实例化后发送到对应的下位机，包括以下步骤：

(1)建立上位机与下位机控制端口的连接；

(2)从上位机将预定义的数据结构传输到下位机；以及

(3)关闭上位机与下位机控制端口的连接。

10.根据权利要求9所述的利用图形化交互界面输入摄像机参数的方法，其特征在于，所述预定义的数据结构实例化为数组发送到下位机。

11.根据权利要求10所述的利用图形化交互界面输入摄像机参数的方法，其特征在于，所述数组中的各参数进行校验后进行传输。

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