CN103309128B - 一种图像样本采集照明装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种图像样本采集照明装置和方法，通过硬件的简单配置，多个独立的光路通道，通过开启和关闭不同的光路通道，改变被拍摄物体的光照角度，即可实现图像样本多角度拍摄所需要照明的自动实现，降低了多角度光照图像采样的工作量，且基于机器控制的方式，快门触发时机控制精度高，从而可以获得更好的拍摄效果。

Description

一种图像样本采集照明装置和方法
技术领域
本发明涉及一种在摄影技术领域进行图像样本采集照明的装置和方法。
背景技术
图像识别技术研究，经常需要对同一物体进行多种光照角度条件下的拍摄或者视频采样。
一般情况下采用人工变更光照条件。这种办法工作量大，而且难以保障光照变化始终符合实验要求。
发明内容
本发明为了降低多角度光照图像采样的工作量，一方面提供一种图像样本采集照明装置，另一方面提供一种图像样本采集照明方法。
依据本发明的一个方面，一种图像样本采集照明装置，包括：
照明单元，按照预选的照明角度数配置相同数量的照明通道，每一照明通道匹配以给定的照明装置；
存储单元，存放有控制照明通道的程式；
控制单元，连接所述存储单元，调用所述程式输出控制信号；
执行单元，连接所述控制单元，接受所述控制信号，依据所述控制信号输出控制所述照明单元；以及
快门触发单元，连接所述执行单元，在照明单元开启后预定的时机触发。
依据本发明的另一个方面，一种图像样本采集照明方法，其包括以下步骤：
按照预定的照明角度配置照明装置，每一个角度的照明装置分属于一个照明通道；
按照预定的照明方案设定若干预定的照明程式；
按照选定的照明方案调用匹配的照明程式；
解析所述照明程式，驱动相应通道的照明装置照明，并在一照明装置启动后预定时机触发快门进行拍照。
从上述方案可以看出，通过硬件的简单配置，多个独立的光路通道，通过开启和关闭不同的光路通道，改变被拍摄物体的光照角度，即可实现图像样本多角度拍摄所需要照明的自动实现，降低了多角度光照图像采样的工作量，且基于机器控制的方式，快门触发时机控制精度高，从而可以获得更好的拍摄效果。
上述图像样本采集照明装置，在一些实施例中，所述执行单元配有计时器，以设定快门触发单元的触发时机，在照明单元进入稳定状态时进行拍摄，效果更好。
上述图像样本采集照明装置，为了实现更加复杂的控制方式，所述执行单元对应多个通道的接口为并口，其中并口针脚包括用作照明通道编号的针脚，并口配接一译码器，译码器输出连接匹配对应于多个通道的多路灯光驱动模块。
上述图像样本采集照明装置，所述并口还有一针脚连接所述快门触发单元，输出一个电平翻转信号。控制信号被一个并口传输，结构紧凑。
上述图像样本采集照明装置，为实现更加复杂的控制方式，所述译码器前级还配有计数器，用以对执行单元输出给译码器的信号进行计数。
上述图像样本采集照明方法，所述预定时机基于计时器的触发方式，从而，在照明装置启动后设定时间后触发快门进行拍照。
附图说明
图1为依据本发明的一种图像样本采集照明装置的原理图。
图2为依据本发明的一种图像样本采集照明装置的原理框图。
图3为一种多路驱动结构的示意图。
图4为一种多路驱动结构的示意图。
具体实施方式
参照说明书附图1，在这样一个图像样本采集照明装置中配置编程单元，该编程单元设定每一步骤中各光路的开启与闭合状态；每一步骤允许一个或多个光路开启；编程单元设定每一步骤光路的持续工作时间。
编程单元若使用PC，则为中央处理器（CPU），进行逻辑控制运算，调用既有程式，解析后对光路进行控制。也可以选择入可编程控制器、单片机等智能器件。
那么程式需要存放在外部存储器上，如PC上的硬盘，表示为如图1所示的存储单元，也可以表示为编程单元设定的内容，运行时，有编程单元调用相关程式即可。
关于调用，可以配置人机界面或者其他人机交互装置，比如PC的键盘、鼠标、显示器等，选择相关的控制方式。
图1和图2不表示逻辑上的连接关系，对此通过流程的方式显现出控制连接，更有利于本领域的技术人员理解。
对于图1和图2中所示的执行单元，表示为接口电路，用于控制输出与外部被控制对象的接口，从存储单元中依次取出当前需要开启的光路编号和开启持续时间，向照明单元转发信号。
执行单元在照明单元工作状态稳定后，向快门触发单元发出启动快门信号；照明单元是否进入稳定状态可以由执行单元采用计时器自行判定，计时器的设定可以根据实际的照明单元能够进入稳定状态的条件进行设定即可。
对于照明单元，在图1和图2中表示驱动电路，用于驱动相关的照明通道，进而驱动相关照明通道对应的照明装置进行照明。其主要依据执行单元发出的照明控制信号开启与闭合相关照明通道。
关联快门触发单元：当执行单元发出快门触发信号时，本单元向外置摄影装置输出快门触发信号。
为了实现更复杂的控制方式，可以在上述结构基础上配置辅助器件，比如计数器，假定要实现循环控制，需要计数器对依序响应的通道进行计数。配置译码器，可以实现当对通道进行编号时，通过译码器使相应通道被选中。
在IEEE标准中定义了一些PC（个人电脑）的标准配置，如标准25针并行接口（简称并口），可以支持自定义线缆连接。如利用并口第2~5针脚输出需要开启的灯编号，那么就可以支持0~15个编号，也就是最多支持16路灯光控制，基本上满足绝大多数的图像样本采集照明的需要。
单纯对编号进行解码相对也比较简单，解码后就可以通过多路灯光驱动模块对所连接驱动线路进行驱动。
如图3所示，利用PC机和外设结合的方式，编程单元、存储单元、执行单元是现在个人计算机内部，照明单元和快门触发单元集成在一个单独的外部装置中；个人计算机利用并口控制外部装置；利用并口第2~5针脚输出需要开启的灯编号，编号范围0~15，最多支持16路灯光；同一时刻只有一路灯光开启；利用并口第9针脚输出快门触发信号，低电平有效。具体工作过程为：
1、首先是设定，按照预定的照明角度配置照明装置，每一个角度的照明装置分属于一个照明通道；进而编制灯光变化程序，程序内容是按照光路开启顺序排列的灯路编号，编号范围为0~15；
2、本实施方式把灯光变化的时间间隔设定为1秒钟时间；
3、执行单元依据所设定程序，顺序开启光路；程序执行到最后再从头开始循环；
4、在开启下一路灯光之前，执行单元发出快门触发信号。
在另一个实施例中，采用了固化程序方式，以电路形式把编程单元和存储单元简化成执行程序固定为每秒更换一次光路，亮灯顺序按照 0~15从小到大反复循环的模式，其余同上。参考原理图4，具体工作过程为：
1、延时电路每隔一秒钟向光路编号累加启输出一个脉冲信号；
2、光路编号累加器接收到脉冲输入信号后自动将累加器的值加一，并将累加器的数值输出至4-16译码器；
3、译码器把光路编号译码后输出至16路灯光驱动模块；
4、16路灯光驱动模块驱动16路灯光阵列工作；
5、延时电路每到0.5秒时输出一个快门触发信号，该信号低电平有效。

Claims (7)

1.一种图像样本采集照明装置，其特征在于，包括：
照明单元，按照预选的照明角度数配置相同数量的照明通道，每一照明通道匹配以给定的照明装置；
存储单元，存放有控制照明通道的程式；
控制单元，连接所述存储单元，调用所述程式输出控制信号；
执行单元，连接所述控制单元，接受所述控制信号，依据所述控制信号输出控制所述照明单元；以及
快门触发单元，连接所述执行单元，在照明单元开启后预定的时机触发。
2.根据权利要求1所述的图像样本采集照明装置，其特征在于，所述执行单元配有计时器，以设定快门触发单元的触发时机。
3.根据权利要求1或2所述的图像样本采集照明装置，其特征在于，所述执行单元对应多个通道的接口为并口，其中并口针脚包括用作照明通道编号的针脚，并口配接一译码器，译码器输出连接匹配对应于多个通道的多路灯光驱动模块。
4.根据权利要求3所述的图像样本采集照明装置，其特征在于，所述并口还有一针脚连接所述快门触发单元，输出一个电平翻转信号。
5.根据权利要求3所述的图像样本采集照明装置，其特征在于，所述译码器前级还配有计数器，用以对执行单元输出给译码器的信号进行计数。
6.一种图像样本采集照明方法，其特征在于，其包括以下步骤：
按照预定的照明角度配置照明装置，每一个角度的照明装置分属于一个照明通道；
按照预定的照明方案设定若干预定的照明程式；
按照选定的照明方案调用匹配的照明程式；
解析所述照明程式，驱动相应通道的照明装置照明，并在一照明装置启动后预定时机触发快门进行拍照。
7.根据权利要求6所述的图像样本采集照明方法，其特征在于，所述预定时机基于计时器的触发方式，从而，在照明装置启动后设定时间后触发快门进行拍照。
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