CN109696240A - 半导体激光器全局均匀度的检测方法、装置及可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种半导体激光器全局均匀度的检测方法，包括：步骤1：待测激光器向接收平面发射红外激光，红外摄像头向接收平面拍摄红外激光得到激光图像；步骤2：将激光图像中的激光区域分割为多个子区域，依据每个子区域的子亮度平均值和激光区域的总亮度平均值，判断待测激光器的全局均匀度是否合格。该检测方法可检测出半导体激光器的全局亮度是否均匀，以进行品质管控。本发明还公开了一种半导体激光器全局均匀度的检测装置及可读存储介质。
Description
技术领域
本发明涉及激光技术，尤其涉及一种半导体激光器全局均匀度的检测方法、装置及可读存储介质。
背景技术
随着半导体激光技术的发展，半导体激光器被广泛应用于光通信、光互连、光存储、激光扫描和三维成像等领域。在照射范围内，红外激光的全局亮度是否均匀，是半导体激光器的一项重要指标，影响着半导体激光器的使用性能，对于生产厂商来说，有必要在出厂前对半导体激光器的全局均匀度进行检测，以进行品质管控。
发明内容
为了解决上述现有技术的不足，本发明提供一种半导体激光器全局均匀度的检测方法，可检测出半导体激光器的全局亮度是否均匀，以进行品质管控。
本发明还提供一种半导体激光器全局均匀度的检测装置及可读存储介质。
本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：
一种半导体激光器全局均匀度的检测方法，包括：
步骤1：待测激光器向接收平面发射红外激光，红外摄像头向接收平面拍摄红外激光得到激光图像；
步骤2：将激光图像中的激光区域分割为多个子区域，依据每个子区域的子亮度平均值和激光区域的总亮度平均值，判断待测激光器的全局均匀度是否合格。
进一步地，步骤2包括：
步骤2.1：在激光图像中确定激光区域的区域范围；
步骤2.2：依据多个等分角度将激光区域分割为多个子区域；
步骤2.3：计算出每个子区域的子亮度平均值，和激光区域的总亮度平均值；
步骤2.4：计算出每个子亮度平均值与总亮度平均值之间的亮度比值；
步骤2.5：依据每个亮度比值，判断待测激光器的全局均匀度是否合格。
进一步地，步骤2.1包括：
步骤2.1.1：获取激光区域在上下左右四侧上的最边缘像素点；
步骤2.1.2：依据四侧最边缘像素点所在的横直线或纵直线作为激光区域的四侧边缘直线，得到激光区域的区域范围。
进一步地，步骤2.1.1包括：
步骤2.1.1.1：在激光图像中，选取激光区域中亮度值较大的至少一像素点，计算出平均亮度值；
步骤2.1.1.2：以平均亮度值的一定比例作为二值化阈值，对激光图像进行二值化得到二值化图像；
步骤2.1.1.3：在二值化图像中，获取激光区域在上下左右四侧上的最边缘像素点。
进一步地，在步骤2.2中，将待测激光器的FOV等分为多个等分角度，依据多个等分角度将激光区域分割为多个子区域。
进一步地，待测激光器和红外摄像头的光轴重合且垂直于接收平面，在步骤2.2中，以激光图像的横向作为X轴、纵向作为Y轴，建立直角坐标系XY，每个子区域的左右两侧边的横向坐标x1和x2以及上下两侧边的纵向坐标y1和y2满足以下方程：
，
其中（xc，yc）为激光区域的中心像素点坐标，h1为红外摄像头的镜头光心到接收平面的距离，h2为待测激光器到接收平面的距离，f为红外摄像头的焦距，psize为像素尺寸，Ax为待测激光器101的横向等分角度，Ay为待测激光器的纵向等分角度。
进一步地，在步骤2.4中，亮度比值a= |1-（avey/mave）|，其中，avey为子亮度平均值，mave为总亮度平均值。
进一步地，在步骤2.5中，若每个亮度比值均小于预定合格值，则判断待测激光器的全局均匀度合格。
一种半导体激光器全局均匀度的检测装置，包括：
接收平面，用于接收待测激光器发射的红外激光；
红外摄像头，用于采集经接收平面上的红外激光得到激光图像；
计算模块，用于进行上述的半导体激光器全局均匀度的检测方法中的步骤2。
一种可读存储介质，其储存有供处理器执行的计算机程序，该计算机程序被所述处理器执行时，进行上述的半导体激光器全局均匀度的检测方法中的步骤2。
本发明具有如下有益效果：该检测方法可检测出半导体激光器的全局亮度是否均匀，以进行品质管控。
附图说明
图1为本发明提供的半导体激光器全局均匀度的检测装置的示意图；
图2为检测过程中获取的激光图像的示意图；
图3本发明提供的半导体激光器全局均匀度的检测方法的步骤2框图；
图4为检测过程中在激光图像上建立直角坐标系的示意图；
图5为检测过程中获取的二值化图像的示意图；
图6为检测过程中对激光区域进行分割的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的说明。
实施例一
一种半导体激光器全局均匀度的检测方法，包括：
步骤1：如图1所示，待测激光器101向接收平面103发射红外激光，红外摄像头102向接收平面103拍摄红外激光得到激光图像；
在该步骤1中，本实施例采用透光幕布作为接收平面103，待测激光器101位于透光幕布的一侧，以向透光幕布的一面上发射红外激光，红外摄像头102位于透光幕布的另一侧，以从透光幕布的另一面上拍摄红外激光。
如图2所示，获取的激光图像中包括激光区域105和外围区域104，激光区域105对应于接收平面103上被红外激光照射到的区域，在激光图像中表现为白色区域或亮区域；外围区域104对应于接收平面103上未被红外激光照射到的区域，在激光图像中表现为黑色区域或暗区域。
步骤2：如图6所示，将激光图像中的激光区域105分割为多个子区域1051，依据每个子区域1051的子亮度平均值和激光区域105的总亮度平均值，判断待测激光器101的全局均匀度是否合格。
具体的，如图3所示，该步骤2包括：
步骤2.1：在激光图像中确定激光区域105的区域范围；
在该步骤2.1中，本实施例采用边缘像素点来确定激光区域105的区域范围，具体包括：
步骤2.1.1：如图4所示，获取激光区域105在上下左右四侧上的最边缘像素点106；
在该步骤2.1.1中，以激光图像的横向作为X轴，纵向作为Y轴，建立直角坐标系XY，激光图像中的每一个像素点都在直角坐标系XY中具有唯一的坐标值。
在激光图像上建立直角坐标系XY后，就可以通过检测所有像素点的亮度值来确定激光区域105在激光图像中的位置和范围；其中，上侧最边缘像素点106即为激光区域105中坐标值Y最大的像素点，下侧最边缘像素点106即为激光区域105中坐标值Y最小的像素点，左侧最边缘像素点106即为激光区域105中坐标值X最小的像素点，右侧最边缘像素点106即为激光区域105中坐标值X最大的像素点。
优选地，为了减小激光图像的噪点影响，在进行步骤2.1.1之前，还包括：对激光图像进行均值滤波降噪处理。本实施例采用5*5均值滤波。
在检测过程中，环境光线对红外激光的成像干扰可能会导致外围区域104存在一些微亮像素点，而且激光区域105的亮度值由内向外是逐渐衰减的，这对获取四侧最边缘像素点106的结果也会产生误差，因此优选地，该步骤2.1.1包括：
步骤2.1.1.1：在激光图像中，选取激光区域105中亮度值较大的至少一像素点，计算出平均亮度值；
在该步骤2.1.1.1中，亮度值较大的至少一像素点指的是激光区域105中亮度值较大的一个或多个像素点，比如亮度值最大的一个像素点或者亮度值最大的前几个像素点等。
步骤2.1.1.2：以平均亮度值的一定比例作为二值化阈值，对激光图像进行二值化得到如图5所示的二值化图像；
在该步骤2.1.1.2中，本实施例在平均亮度值的50%-80%范围内选取一个值作为二值化阈值。经过二值化后，原激光图像中亮度值低于二值化阈值的所有像素点（原外围区域104）的亮度值均被设置为255（即最白或最亮），亮度值高于二值化阈值的所有像素点（原激光区域105）的亮度值均被设置为0（即最黑或最暗），外围区域104和激光区域105之间就会出现明显的分界线。
步骤2.1.1.3：在二值化图像中，获取激光区域105在上下左右四侧上的最边缘像素点106。
步骤2.1.2：依据四侧最边缘像素点106所在的横直线或纵直线作为激光区域105的四侧边缘直线，得到激光区域105的区域范围。
在该步骤2.1.2中，以上侧最边缘像素点106所在的横直线作为激光区域105的上侧边缘直线up，以下侧最边缘像素点106所在的横直线作为激光区域105下侧边缘直线down，以左侧最边缘像素点106所在的纵直线作为激光区域105的左侧边缘直线left，以右侧最边缘像素点106所在的纵直线作为激光区域105的右侧边缘直线right，四侧边缘直线围起来的区域就是激光区域105。
步骤2.2：依据多个等分角度A将激光区域105分割为多个子区域1051；
在该步骤2.2中，优选地将待测激光器101的FOV等分为多个等分角度A，依据多个等分角度A将激光区域105分割为多个子区域1051，即将待测激光器101的横向FOVx等分为多个横向等分角度Ax，纵向FOV也等分为多个纵向等分角度Ay，比如将待测激光器101的FOV等分为3°*3°的多个等分角度A（横向等分角度Ax=3°，纵向等分角度Ay=3°），一个等分角度A对应于激光区域105上的一个子区域1051。
本实施例中，待测激光器101的横向FOVx被等分为12份（1-c），纵向FOV被等分为8份（1-8），形成96个等分角度A，对应于激光区域105内的96个子区域1051，计算出96个子区域1051各自对应的子亮度平均值avey11、avey12、avey13……avey8c。
优选地，待测激光器101和红外摄像头102的光轴重合且垂直于接收平面103，则每个子区域1051的左右两侧边的横向坐标x1和x2以及上下两侧边的纵向坐标y1和y2满足以下方程：
，
其中（xc，yc）为激光区域105的中心像素点坐标，h1为红外摄像头102的镜头光心到接收平面103的距离，h2为待测激光器101到接收平面103的距离，f为红外摄像头102的焦距，psize为像素尺寸，Ax为待测激光器101的横向等分角度，Ay为待测激光器的纵向等分角度。
依据上述方程，再结合步骤2.1.2中确定的激光区域105的四侧边缘直线，可以从外向内按预定的等分角度A计算出各个子区域1051对应的侧边坐标。
最优地，以激光区域105的中心像素点作为直角坐标系XY的原点，即xc=yc=0。
步骤2.3：计算出每个子区域1051的子亮度平均值，和激光区域105的总亮度平均值；
在该步骤2.3中，将每个子区域1051内所有像素点的亮度值相加后除以对应子区域1051的像素点数量得到每个子亮度平均值，将激光区域105内所有像素点的亮度值相加后除以激光区域105的像素点数量得到总亮度平均值。
步骤2.4：计算出每个子亮度平均值与总亮度平均值之间的亮度比值；
在该步骤2.4中，亮度比值a= |1-（avey/mave）|，其中，avey为子亮度平均值，mave为总亮度平均值，本实施例采用前述算式计算出96个子区域1051各自对应的亮度比值a11、a12、a13……a8c。
步骤2.5：依据每个亮度比值，判断待测激光器101的全局均匀度是否合格。
在该步骤2.5中，若每个亮度比值均小于预定合格值，则判断待测激光器101的全局均匀度合格。
该检测方法可检测出半导体激光器的全局亮度是否均匀，以进行品质管控。
实施例二
如图1所示，一种半导体激光器全局均匀度的检测装置，包括：
接收平面103，用于接收待测激光器101发射的红外激光；
红外摄像头102，用于采集经接收平面103上的红外激光得到激光图像；
计算模块，用于进行实施例一中所述的半导体激光器全局均匀度的检测方法中的步骤2。
实施例三
一种可读存储介质，其储存有供处理器执行的计算机程序，该计算机程序被所述处理器执行时，进行实施例一中所述的半导体激光器全局均匀度的检测方法中的步骤2。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均应落在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种半导体激光器全局均匀度的检测方法，其特征在于，包括：
步骤1：待测激光器向接收平面发射红外激光，红外摄像头向接收平面拍摄红外激光得到激光图像；
步骤2：将激光图像中的激光区域分割为多个子区域，依据每个子区域的子亮度平均值和激光区域的总亮度平均值，判断待测激光器的全局均匀度是否合格。
2.根据权利要求1所述的半导体激光器全局均匀度的检测方法，其特征在于，步骤2包括：
步骤2.1：在激光图像中确定激光区域的区域范围；
步骤2.2：依据多个等分角度将激光区域分割为多个子区域；
步骤2.3：计算出每个子区域的子亮度平均值，和激光区域的总亮度平均值；
步骤2.4：计算出每个子亮度平均值与总亮度平均值之间的亮度比值；
步骤2.5：依据每个亮度比值，判断待测激光器的全局均匀度是否合格。
3.根据权利要求2所述的半导体激光器全局均匀度的检测方法，其特征在于，步骤2.1包括：
步骤2.1.1：获取激光区域在上下左右四侧上的最边缘像素点；
步骤2.1.2：依据四侧最边缘像素点所在的横直线或纵直线作为激光区域的四侧边缘直线，得到激光区域的区域范围。
4.根据权利要求3所述的半导体激光器全局均匀度的检测方法，其特征在于，步骤2.1.1包括：
步骤2.1.1.1：在激光图像中，选取激光区域中亮度值较大的至少一像素点，计算出平均亮度值；
步骤2.1.1.2：以平均亮度值的一定比例作为二值化阈值，对激光图像进行二值化得到二值化图像；
步骤2.1.1.3：在二值化图像中，获取激光区域在上下左右四侧上的最边缘像素点。
5.根据权利要求2所述的半导体激光器全局均匀度的检测方法，其特征在于，在步骤2.2中，将待测激光器的FOV等分为多个等分角度，依据多个等分角度将激光区域分割为多个子区域。
6.根据权利要求2或5所述的半导体激光器全局均匀度的检测方法，其特征在于，待测激光器和红外摄像头的光轴重合且垂直于接收平面，在步骤2.2中，以激光图像的横向作为X轴、纵向作为Y轴，建立直角坐标系XY，每个子区域的左右两侧边的横向坐标x1和x2以及上下两侧边的纵向坐标y1和y2满足以下方程：
，
其中（xc，yc）为激光区域的中心像素点坐标，h1为红外摄像头的镜头光心到接收平面的距离，h2为待测激光器到接收平面的距离，f为红外摄像头的焦距，psize为像素尺寸，Ax为待测激光器101的横向等分角度，Ay为待测激光器的纵向等分角度。
7.根据权利要求2所述的半导体激光器全局均匀度的检测方法，其特征在于，在步骤2.4中，亮度比值a= |1-（avey/mave）|，其中，avey为子亮度平均值，mave为总亮度平均值。
8.根据权利要求2或7所述的半导体激光器全局均匀度的检测方法，其特征在于，在步骤2.5中，若每个亮度比值均小于预定合格值，则判断待测激光器的全局均匀度合格。
9.一种半导体激光器全局均匀度的检测装置，其特征在于，包括：
接收平面，用于接收待测激光器发射的红外激光；
红外摄像头，用于采集经接收平面上的红外激光得到激光图像；
计算模块，用于进行权利要求1-8中任一所述的半导体激光器全局均匀度的检测方法中的步骤2。
10.一种可读存储介质，其储存有供处理器执行的计算机程序，其特征在于，该计算机程序被所述处理器执行时，进行权利要求1-8中任一所述的半导体激光器全局均匀度的检测方法中的步骤2。
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