CN109632087B - 适用于成像亮度计的现场标定方法及成像亮度计标定装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种适用于成像亮度计的现场标定方法，所述方法的一实施方式包括：在目标区域放置亮度均匀的漫反射板；利用成像亮度计中的图像采集单元获取漫反射板的灰度平均值，利用成像亮度计中的亮度计获取漫反射板的亮度平均值；将所述灰度平均值与所述亮度平均值的比值确定为标定系数；根据所述标定系数对所述图像采集单元进行标定。该实施方式能够对成像亮度计中的图像采集单元进行标定，从而可从图像信息中获取每一像素点的亮度值。本发明还涉及一种成像亮度计现场标定装置，包括准备单元、测量单元和标定单元，可以消除系统参数随现场环境及工作时间变化而产生的误差，提高亮度测量精度。
Description
技术领域
本发明涉及光学标定技术领域，尤其涉及一种适用于成像亮度计的现场标定方法及成像亮度计标定装置。
背景技术
亮度计是一种测光和测色的计量仪器，成像亮度计是在亮度计的基础上增加了图像采集单元，是图像采集单元和亮度计合二为一的产物，它可以同时获得目标的图像信息和亮度信息，在各种定量和定性分析中得到了广泛的应用。
图像采集单元对目标拍照时，输出图像灰度与物体亮度的关系。受环境条件及工作时间变化等因素的影响，器件特性可能改变，导致测量结果发生漂移。为保证现场工作条件及长期工作时的测量精度，需要对成像亮度计进行现场标定。
因此，针对以上不足，需要提供一种成像亮度计现场标定方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是如何对成像亮度计中的图像采集单元进行现场标定，从而可从测量的图像信息中获取每一像素点准确的亮度值。
为了解决上述技术问题，在一个方面，本发明提供了一种适用于成像亮度计的现场标定方法。
本发明实施例的适用于成像亮度计的现场标定方法包括：在目标区域放置亮度均匀的漫反射板；利用成像亮度计中的图像采集单元获取漫反射板的灰度平均值，利用成像亮度计中的亮度计获取漫反射板的亮度平均值；将所述灰度平均值与所述亮度平均值的比值确定为标定系数；根据所述标定系数对所述图像采集单元进行标定。
优选地，利用成像亮度计中的图像采集单元获取漫反射板的灰度平均值，具体包括：利用成像亮度计中的图像采集单元获取包括漫反射板的目标区域图像；获取该图像中漫反射板区域每一像素点的灰度平均值，将该灰度平均值确定为漫反射板的灰度平均值。
优选地，利用成像亮度计中的亮度计获取漫反射板的亮度平均值，具体包括：将亮度计的视场与漫反射板边缘对准，将测量到的亮度值确定为漫反射板的亮度平均值。
优选地，根据所述标定系数对所述图像采集单元进行标定，具体包括：针对图像采集单元获取的目标区域图像的每一像素点，将该像素点的灰度值除以所述标定系数，得到该像素点的亮度值。
优选地，图像采集单元为相机。
在另一方面，本发明提供一种成像亮度计现场标定装置。
本发明实施例的成像亮度计现场标定装置可包括：准备单元，用于在目标区域放置漫反射板；测量单元，用于利用成像亮度计中的图像采集单元获取漫反射板的灰度平均值，利用成像亮度计中的亮度计获取漫反射板的亮度平均值；将所述灰度平均值与所述亮度平均值的比值确定为标定系数；标定单元，用于根据所述标定系数对所述图像采集单元进行标定。
优选地，测量单元可进一步用于：利用成像亮度计中的图像采集单元获取包括漫反射板的目标区域图像；获取该图像中漫反射板区域每一像素点的灰度平均值，将该灰度平均值确定为漫反射板的灰度平均值。
优选地，测量单元可进一步用于：将亮度计的视场与漫反射板边缘对准，将测量到的亮度值确定为漫反射板的亮度平均值。
优选地，标定单元可进一步用于：针对图像采集单元获取的目标区域图像的每一像素点，将该像素点的灰度值除以所述标定系数，得到该像素点的亮度值。
优选地，图像采集单元为相机。
本发明的上述技术方案具有如下优点：在本发明实施例中，成像亮度计内置了图像采集单元和亮度计，二者协同工作，实现对目标区域的亮度图像测量和设备的现场标定功能。设备标定时，在目标平面处放置亮度均匀的漫反射板，通过亮度计测量其亮度平均值，图像采集单元采集整个目标区域的灰度图像，通过计算图像中漫反射板区域的灰度平均值，可以建立起现场条件下灰度平均值和亮度平均值的标定系数，进而可得到图像各点的亮度值。本发明可以消除系统参数随现场环境及工作时间变化而产生的误差，提高亮度测量精度。
附图说明
图1是本发明实施例的适用于成像亮度计的现场标定方法的主要步骤示意图；
图2是本发明实施例的成像亮度计现场标定示意图；
图3是本发明实施例的成像亮度计标定装置的组成部分示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1是本发明实施例的适用于成像亮度计的现场标定方法的主要步骤示意图。如图1所示，本发明实施例的适用于成像亮度计的现场标定方法可执行以下步骤：
步骤S101：在目标区域放置亮度均匀的漫反射板。
在本发明实施例中，对成像亮度计的标定指的是对其中的图像采集单元(例如电荷耦合器件CCD相机)进行标定，即通过对图像采集单元获取的灰度数据和亮度计获取的亮度数据进行分析，得到灰度与亮度之间的对应关系，利用该对应关系即可确定灰度图像中每一像素点的亮度值，从而使成像亮度计可获取图像中每一像素点的灰度信息和亮度信息。
步骤S102：利用成像亮度计中的图像采集单元获取漫反射板的灰度平均值，利用成像亮度计中的亮度计获取漫反射板的亮度平均值；将所述灰度平均值与所述亮度平均值的比值确定为标定系数。
在本发明实施例中，可利用成像亮度计中的图像采集单元获取包括漫反射板的目标区域图像，之后获取该图像中漫反射板区域每一像素点的灰度平均值(如灰度的算数平均值)，将该灰度平均值确定为漫反射板的灰度平均值。同时，将亮度计的视场与漫反射板边缘对准，将测量到的亮度值确定为漫反射板的亮度平均值。可以理解，亮度计作为专业的光度学仪器，其光谱响应曲线经精确校正，系统配置与工作参数恒定，测量精度和可靠性高。与图像采集单元不同，亮度计测量结果为较小视场区域内的亮度平均值，设备内部通过光机结构保证亮度计视场位于测量区域内部且位置固定。
实际应用中，当亮度计视场在漫反射板内部时，可计算亮度计视场区域的灰度平均值，将该平均值作为漫反射板的灰度平均值，并将此时亮度计测量的亮度作为漫反射板的亮度平均值。在获得漫反射板的灰度平均值和亮度平均值之后，可将灰度平均值与亮度平均值的比值确定为标定系数。以公式表示如下：
其中，K为标定系数，S为亮度计视场在图像中所占的区域，i为图像像素点的横坐标，j为图像像素点的纵坐标，A为像素点(i,j)的灰度值，N为S内像素点总数，L为亮度测量值。
步骤S103：根据所述标定系数对所述图像采集单元进行标定。
具体地，在本步骤中，可针对图像采集单元获取的目标区域图像的每一像素点，将该像素点的灰度值除以所述标定系数，得到该像素点的亮度值。以公式表示如下：
L(i,j)＝A(i,j)/K
其中，L为像素点(i,j)的亮度值。
经过上述步骤，即可实现成像亮度计的标定。实际应用中，在一个区域测量时只需标定一次，即可利用获得的标定系数和像素点灰度信息获取该像素点亮度信息。在转换测量区域时，一般需要重新进行标定。
图2是本发明实施例的成像亮度计现场标定示意图。在图2中，成像亮度计内置了图像采集单元和亮度计，两者协同工作，实现对目标区域亮度图像测量和设备的现场标定功能。
图3是本发明实施例的成像亮度计标定装置的组成部分示意图。如图3所示，本发明实施例的成像亮度计标定装置300可包括：准备单元301、测量单元302和标定单元303。
其中，准备单元301可用于在目标区域放置漫反射板；测量单元302可用于利用成像亮度计中的图像采集单元获取漫反射板的灰度平均值，利用成像亮度计中的亮度计获取漫反射板的亮度平均值；将所述灰度平均值与所述亮度平均值的比值确定为标定系数；标定单元303可用于根据所述标定系数对所述图像采集单元进行标定。
较佳地，在本发明实施例中，测量单元302可进一步用于：利用成像亮度计中的图像采集单元获取包括漫反射板的目标区域图像；获取该图像中漫反射板区域每一像素点的灰度平均值，将该灰度平均值确定为漫反射板的灰度平均值。
作为一个优选方案，测量单元302可进一步用于：将亮度计的视场与漫反射板边缘对准，将测量到的亮度值确定为漫反射板的亮度平均值。
实际应用中，标定单元303可进一步用于：针对图像采集单元获取的目标区域图像的每一像素点，将该像素点的灰度值除以所述标定系数，得到该像素点的亮度值。
此外，在本发明实施例中，图像采集单元为相机。
综上所述，在本发明实施例中，成像亮度计内置了图像采集单元和亮度计，二者协同工作，实现对目标区域的亮度图像测量和设备的现场标定功能。设备标定时，在目标平面处放置亮度均匀的漫反射板，通过亮度计测量其亮度平均值，图像采集单元采集整个目标区域的灰度图像，通过计算图像中漫反射板区域的灰度平均值，可以建立起现场条件下灰度平均值和亮度平均值的标定系数，进而可得到图像各点的亮度值。本发明可以消除系统参数随现场环境及工作时间变化而产生的误差，提高亮度测量精度。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (4)
1.一种适用于成像亮度计的现场标定方法，其特征在于，包括：
在目标区域放置亮度均匀的漫反射板；
利用成像亮度计中的图像采集单元获取漫反射板的灰度平均值，利用成像亮度计中的亮度计获取漫反射板的亮度平均值；将所述灰度平均值与所述亮度平均值的比值确定为标定系数；以及
根据所述标定系数对所述图像采集单元进行标定；
利用成像亮度计中的图像采集单元获取漫反射板的灰度平均值，具体包括：
利用成像亮度计中的图像采集单元获取包括漫反射板的目标区域图像；
获取该图像中漫反射板区域每一像素点的灰度平均值，将该灰度平均值确定为漫反射板的灰度平均值；
利用成像亮度计中的亮度计获取漫反射板的亮度平均值，具体包括：
将亮度计的视场与漫反射板边缘对准，将测量到的亮度值确定为漫反射板的亮度平均值；
根据以下公式确定所述标定系数：
其中，K为标定系数，S为亮度计视场在图像中所占的区域，i为图像像素点的横坐标，j为图像像素点的纵坐标，A为像素点(i,j)的灰度值，N为S内像素点总数，L为亮度测量值；
根据所述标定系数对所述图像采集单元进行标定，具体包括：
针对图像采集单元获取的目标区域图像的每一像素点，将该像素点的灰度值除以所述标定系数，得到该像素点的亮度值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，图像采集单元为相机。
3.一种成像亮度计标定装置，其特征在于，包括：
准备单元，用于在目标区域放置漫反射板；
测量单元，用于利用成像亮度计中的图像采集单元获取漫反射板的灰度平均值，利用成像亮度计中的亮度计获取漫反射板的亮度平均值；将所述灰度平均值与所述亮度平均值的比值确定为标定系数；
标定单元，用于根据所述标定系数对所述图像采集单元进行标定；测量单元进一步用于：
利用成像亮度计中的图像采集单元获取包括漫反射板的目标区域图像；
获取该图像中漫反射板区域每一像素点的灰度平均值，将该灰度平均值确定为漫反射板的灰度平均值；测量单元进一步用于：
将亮度计的视场与漫反射板边缘对准，将测量到的亮度值确定为漫反射板的亮度平均值；
根据以下公式确定所述标定系数：
其中，K为标定系数，S为亮度计视场在图像中所占的区域，i为图像像素点的横坐标，j为图像像素点的纵坐标，A为像素点(i,j)的灰度值，N为S内像素点总数，L为亮度测量值；
标定单元进一步用于：
针对图像采集单元获取的目标区域图像的每一像素点，将该像素点的灰度值除以所述标定系数，得到该像素点的亮度值。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，图像采集单元为相机。
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