CN113483992A - 环境模拟系统和模拟环境构建方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及环境模拟系统和模拟环境构建方法，模拟环境构建方法，包括：确定需要模拟的环境特征；根据需要模拟的环境特征选定透射景物胶片；以及，根据需要模拟的环境特征确定各个光源的设定照度；使用所述光源控制装置根据所述设定照度调节各个光源发光，以使各个光源分别照射所述透射景物胶片上的不同区域形成模拟环境。通过独立地调整各个光源的亮度，使得在一种透明景物胶片下仍然可以得到多种亮度分布和或亮度范围的模拟环境。

Description

环境模拟系统和模拟环境构建方法

技术领域

本申请涉及环境光构建领域，特别是涉及一种环境模拟系统和模拟环境构建方法。

背景技术

在图像采集设备等产品的研发生产、性能测试过程中，需要测试图像采集设备在不同环境条件下的成像效果；因为图像采集设备在实际使用中主要是拍摄人物照片，所以图像采集设备测试主要是人物拍照测试，并且核心关注人脸的亮度和肤色。

根据光成像原理，影响图像采集设备成像效果的环境因素包括前照光的色温和照度、背景景物的亮度、亮度动态范围、亮度分布情况和环境景物的色彩情况。

为了测试图像采集设备在不同环境条件的人像拍照效果，需要寻找各种不同的环境实景，其中主要是寻找各种背景景物；而背景景物的光特性受到光照、景物本身变化的影响，很难被精准的复现，使得图像采集设备的重复一致性测试和比对测试很难实现。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本申请提供了一种环境模拟系统和模拟环境构建方法。

一方面，本申请提供一种环境模拟系统，包括：光源板、光源控制装置和至少一张透射景物胶片；

所述光源板上阵列地设置多个光源；

所述光源控制装置与各个光源电连接，用于独立地控制各个所述光源的照度；

所述透射景物胶片用于在设置在所述光源板的发光面侧时，过滤所述多个光源发出的光线而形成特定的景物环境。

可选地，所述环境模拟系统还包括胶片固定装置；

所述胶片固定装置设置在所述光源板的发光面侧，用于固定透射景物胶片。

可选地，各张所述透射景物胶片的景物影像不同；

各张所述透射景物胶片均与所述胶片固定装置可拆卸地连接。

可选地，所述透射景物胶片尺寸大于或等于光源板的发光面尺寸；

所述透射景物胶片完全覆盖所述光源板的发光面侧。

可选地，所述拍照环境模拟系统还包括透射柔光板；

所述透射柔光板设置在所述光源板的发光面侧和所述透射景物胶片之间。

可选地，所述拍照环境模拟系统还包括与所述光源数量相同的多个透射柔光板；

各个所述透射柔光板按照光源的阵列排布方式设置；

每一透射柔光板分别覆盖对应的光源的照射区。

可选地，所述拍照环境模拟系统还包括前照光源；

所述前照光源的发光面朝向所述光源板的发光面；

所述前照光源包括连续光谱光源和/或荧光光源。

可选地，所述前照光源的数量为多个；

各个所述前照光源间隔设置，发光面均朝向所述光源板，而实现从不同角度打光。

另一方面，本申请提供一种模拟环境构建方法，采用如前所述的环境模拟系统，包括：

确定需要模拟的环境特征；

根据需要模拟的环境特征选定透射景物胶片；以及，

根据需要模拟的环境特征确定各个光源的设定照度；

通过所述光源控制装置根据所述设定照度调节各个光源发光，以使各个光源分别照射所述透射景物胶片上的不同区域形成模拟环境。

可选地，所述模拟环境构建方法还包括：

通过所述光源控制装置根据所述设定照度调节各个光源发光，包括：

使用照度计测量各个所述光源的实际照度；

通过所述光源控制装置根据所述设定照度调节和所述实际照度调节各个所述光源发光。

本申请实施例提供的环境模拟系统可以具有以下优点：

(1)在各个光源的发光强度确定，以及选定特定的透明景物胶片的情况下，可以提供一种稳定的模拟环境；在稳定的模拟光环境下，可以实现诸图像采集设备的重复一致性测试和性能比对测试。

(2)通过独立地调整各个光源的亮度，使得在一种透明景物胶片下仍然可以得到多种亮度分布和或亮度范围的模拟环境；因此仅需要制作较少的透明景物胶片就可以模拟很多的环境。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的环境模拟系统的结构图；

图2是本申请实施例提供的模拟环境构建方法的流程图；

图3是本申请一个实施例提供的计算机设备结构示意图；

其中：11-光源板，111-光源，12-光源控制装置，13-透射景物胶片，14-模拟环境图像；31-处理器，32-存储器，33-通信接口，34-系统总线。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请实施例提供一种环境模拟系统，用于在室内条件下控制环境模拟系统的发光、透光特性而形成特定的景物环境，以实现景物环境的精确复现。

图1是本申请实施例提供的环境模拟系统的结构图，如图1所示，本申请实施例提供的环境模拟系统包括光源板11、光源控制装置12和透射景物胶片13。

光源板11用于产生照射透射景物胶片13的光线。

在光源板11上设置有多个光源111，多个光源111以阵列设置地方式排布。在具体应用中，前述的阵列设置，可以是相邻的光源111按照矩形角点位置的方式重复设置，也可以按照菱形角点的方式重复排布。例如，如图1所示，在本申请实施例的一个应用中光源板11为矩形，多个光源111分别沿着光源板11的长度方向和宽度方向顺次地排布，也就是相邻的光源111按照矩形角点位置的方式重复设置。

本申请实施例中，光源板11上的各个光源111分别照射透明景物胶片13上的对应区域，具体的，光源板11的光源111照射透射景物胶片13中正对光源111的区域。

光源控制装置12与各个光源111均电连接，独立地控制各个光源111的发光强度(也就是照度)，以实现各个光源111发光强度的独立调节。

在本申请实施例，光源控制装置12中设置有控制电路，以利用控制电路控制光源111发光。在一个具体应用中，光源控制装置12可以与上位计算机连接，以接收上位计算机发送的光源控制指令，根据光源控制指令控制各个光源111发光。

具体应用中，根据光源111类型的不同，光源控制装置12控制光源111的形式不同；例如，在光源111为热辐射光源111的情况下，光源控制装置12通过改变光源111两端的电压而调节光源111的发光强度；在光源111为电致发光光源的情况下，光源控制装置12通过电流控制而调节光源111的发光强度。

光源板11中各个光源111的实际发光强度范围可以根据需求设定；例如，在一个应用中，光源板11的发光强度可以在0-20000cd/m²之间任意地设置，调节精度为10cd/m²。

透射景物胶片13设置在光源111的发光面侧，用于对照射的光线进行选择性过滤而形成特定颜色和强度的光线；特定的颜色和强度的光线组合而形成模拟环境图像。具体的，光线穿过透射景物胶片13时，透射景物胶片13中的感光层吸收部分光而改变从透射景物胶片射出光线的强度和颜色。

采用本申请实施例提供的环境模拟系统可以具有以下优点：(1)在各个光源111的发光强度确定，以及选定特定的透明景物胶片的情况下，可以提供一种稳定的模拟环境；在稳定的模拟光环境下，可以实现图像采集设备的重复一致性测试和性能比对测试；(2)通过独立地调整各个光源111的亮度，使得在一种透明景物胶片下仍然可以得到多种亮度分布和亮度范围的模拟环境；因此仅需要制作较少的透明景物胶片就可以模拟很多的环境。

其中，针对前述的(2)的优点可以在如下的情况下中体现。在一个应用中，用户在正午时刻下拍摄了一张透射景物胶片13，透射景物胶片13中包括晴朗天空、树木、建筑物和设置在建筑物外墙上的灯光光源。因为是在正常日光条件下拍摄的透射景物胶片13，透射景物胶片12中的天空区域颜色为蓝色、树木区域为绿色，灯光光源区域为灯光没有点亮时的白色。

如果需要生成模拟正午时刻的环境，使用光源控制装置12控制光源板11中的各个光源111达到合理发光强度并且发光强度相同，光源111发出的光线照射前述的透射景物胶片，形成的模拟环境。在此模拟环境中，天空颜色为蓝色，树木为绿色，灯光光源对应区域的亮度较低的白色。

如果需要模拟傍晚环境(其特点为天空为暗淡，树木为暗绿色，建筑物为暗色，建筑物外侧灯光光源点亮)，使用光源控制装置12控制透射景物胶片13中天空、树木、建筑物对应的光源111，使这些区域的光源111发光强度设置地较小，使用光源控制装置12控制灯光光源区域对应的光源111，使这些区域的光源111的发光强度设置地较大，并且各个光源111的亮度达到合理的发光强度照射透射景物胶片13。

因为天空，树木和建筑物对应的光源111亮度设置较小，光源111光线照射透射景物胶片13后，天空为暗淡的蓝色，树木为暗淡绿色，建筑物为暗色；因为灯光光源对应的光源111亮度设置较大，灯光光源亮度很亮，如同点亮状态。组合前述天空、树木、建筑物和灯光光源，可以模拟形成傍晚环境。

本申请实施例的一个应用中，环境模拟系统还可以包括胶片固定装置；胶片固定装置设置在光源板11的发光面侧，用于固定需要安装在光源板11发光面侧的光源111。

具体应用中，胶片固定装置可以固定在光源板11的边缘，其可以是一卡接固定装置，也可以是一采用螺丝压接的固定装置。较为优选的，固定装置采用螺丝压接的固定方式，对应的透射景物胶片13上设置有用于定位的定位孔。

本申请实施例中提供的环境模拟系统可以包括多张透射景物胶片13；在一个应用中，各张透射景物胶片13的景物影像不同，以能够尽可能地模拟较多的模拟环境。在另一个应用中，可以将多张透射景物胶片13的景物影像设置为相同，此时通过将多张透射景物胶片13叠层设置、错位设置，可以构建各种不同的景物展示方式，形成临时拼接的透射景物胶片13。

如图1所示，本申请实施例中，透射景物胶片13尺寸大于光源板11的发光面尺寸；因为透射景物胶片13的尺寸大于光源板11的发光面尺寸，在将透射景物胶片13贴合设置在光源板11的发光面侧后，并且使得透射景物胶片13的边缘盖合光源板11的边缘，可以避免光源板11边侧光源111漏光而影响形成的模拟环境。

当然，在本申请实施例的其他应用中，也可以将透射景物胶片13的尺寸设置地等于或小于光源板11的发光面尺寸；在透射景物胶片13尺寸等于光源板11尺寸的情况下，可以通过控制透射景物胶片13的安装位置、与光源板11的位置对正精度而避免光源板11的边缘漏光；在透射景物胶片13尺寸小于光源板11尺寸的情况下，可以通过降低光源板11边缘发光强度、使光源板11边缘不发光等方式而避免边缘漏光而影响模拟环境。

请继续参见图1，在本申请实施例一个应用中，环境模拟系统还可以包括透射柔光板；透射柔光板设置在光源板11的发光面侧和透射景物胶片13之间，用于使得光源板11中光源111发出的光线局部均匀，避免相邻的光源111之间形成明显亮度反差。

在本申请实施例中，可以设置与光源111数量相同的多个透射柔光板；每个透射柔光板均按照光源111的阵列排布方式设置，每一个透射柔光板分别覆盖对应的光源111的照射区。如此，每个柔光板分别匀化自己对应的光源111，以实现光源111区域的匀化，而避免将本区域的光源111过多的导入相邻区域，继而能够更为精准地控制各个区域的光线特性。

在本申请实施例一些应用提供的环境光模拟装置中，除了包括前述的光源板11、光源控制装置12和透射景物胶片13，还包括前照光源；前照光源的发光面朝向光源板111的发光面，用于照射模拟环境区域。

实际应用中，前照光源用于模拟拍照环境中的前景光，例如户外拍照环境下的阳光、傍晚拍摄环境下的灯光等。实际应用中，为了尽可能地模拟各种环境光，前照光源需要能够模拟各种环境光的光谱，本申请实施例中的前照光源可以设置包括连续光谱光源和荧光光源，例如连续光谱光源111可以是热辐射光源、LED光源，荧光光源可以为荧光灯管。

更为具体的应用中，前照光源的数量为多个；多个前照光源间隔地设置，发光面均朝向光源板11方向而实现从不同角度打光。

除了提供前述的环境模拟系统外，本申请实施例还提供一种采用前述环境模拟系统实现的模拟环境构建方法。图2是本申请实施例提供的模拟环境构建方法的流程图，如图2所示，本申请实施例提供的模拟环境构建方法包括步骤S101-S104。

S101：确定需要模拟的环境特征。

步骤S101可以由计算机根据需要达到的测试目的确定需要模拟的环境特征，也可以由用户通过需求确定需要模拟的环境特征。

需要模拟的环境特征包括背景景物亮度、环境的亮度动态范围、亮度分布情况和环境景物色彩情况等。

在一个应用中，在需要模拟的环境具有前照光的情况下，环境特征还包括确定前照环境光的强度、前照环境光的色温。

S102：根据需要模拟的环境特征选定透射景物胶片，将选定的透射景物镜片设置在光源板的发光面侧。

在确定需要模拟的环境特征后，用户根据需要模拟的环境特征选定透射景物胶片。

在一个应用中，可以基于环境特征选择多个透射景物胶片，并将多个透射景物胶片进行拼接或者叠合；例如，如果需要模拟的环境特征中需要包括天空、树木、建筑物、道路；而如果一个透射景物胶片中仅包括天空和树木，另外一个透射景物胶片中仅包括建筑物和道路，并且两个透射景物胶片中的图像内容区域错开，则可以采用前述两个透射景物胶片叠合而形成选定环境用胶片。

S103：根据需要模拟的环境特征确定各个光源的设定照度。

根据具体操作情况，步骤S103可以由计算机自动控制地执行，也可以由用户人工设定。根据需要模拟的环境特征确定各个光源设定照度，包括根据背景景物亮度、亮度的动态范围、亮度分布情况和环境景物的色彩情况，确定各个光源的设定照度。

S104：使用光源控制装置根据设定照度调节各个光源发光。

在确定各个光源的设定照度后，可以使用光源控制装置根据设定照度，以控制各个光源按照设定的照度发光，以使得各个光源分别照射透射景物胶片上的不同区域而形成模拟环境。

本申请实施例具体应用中，在光源控制装置为计算机控制的控制电路的情况，并且光源控制装置中存储设定照度和光源调节参数映射关系的情况下，可以将设定照度输入到计算机中，由计算机将设定照度下发给光源控制装置，使得光源控制装置根据设定照度确定光源调节参数，继而使得各个光源达到设定照度。

在本申请实施例具体应用中，光源控制装置可以采用反馈控制的方式设置调节光源的发光强度。具体的，光源控制装置连接有照度计，照度计测量光源的实际照度后将实际照度反馈给光源控制装置或者控制光源控制装置的计算机，以能够根据实际照度和设定照度采用反馈控制的方式调节各个光源发光。

应当注意的是，前述的步骤S103-S104与S102是并列的，其可以被设置在S102之前。在实际应用中，如果人工感觉环境光特征，调整采用光源控制装置调整各个光源，则优先执行S102后，再执行S103-S104。

采用本申请实施例提供的环境模拟方法，在各个光源的发光强度确定，以及选定特定的透明景物胶片的情况下，可以提供一种稳定的模拟环境；在稳定的模拟光环境下，可以实现诸图像采集设备的重复一致性测试和性能比对测试；通过独立地调整各个光源的亮度，使得在一种透明景物胶片下仍然可以得到多种亮度分布和或亮度范围的模拟环境；因此仅需要制作较少的透明景物胶片就可以模拟很多的环境。

本申请实施例还提供一种计算机设备。图3是本申请一个实施例提供的计算机设备结构示意图。如图3所示，计算机设备包括通过系统总线34连接的处理器31、存储器32和通信接口33。

该计算机设备的处理器31用于提供计算和控制能力，存储器32包括非易失性存储介质、内存储器32。

该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器32为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。非易失性存储器32可包括只读存储器32(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器32等。易失性存储器32可包括随机存取存储器32(Random Access Memory，RAM)或者外部高速缓冲存储器32。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，比如静态随机存取存储器32(Static Random AccessMemory，SRAM)和动态随机存取存储器32(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等

该计算机程序被处理器31执行时以实现如下步骤：

S201：确定需要模拟的环境特征；

S202：根据需要模拟的环境特征选定透射景物胶片；以及，

S203：根据需要模拟的环境特征确定各个光源的设定照度；

S204：通过光源控制装置根据设定照度调节各个光源发光，以使各个光源分别照射透射景物胶片上的不同区域形成模拟环境。

本领域技术人员可以理解，图3中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序在被处理器执行时可以实现如前文方法实施例的步骤。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种环境模拟系统，其特征在于，包括：光源板、光源控制装置和至少一张透射景物胶片；

所述光源板上阵列地设置多个光源；

所述光源控制装置与各个光源电连接，用于独立地控制各个所述光源的照度；

所述透射景物胶片用于在设置在所述光源板的发光面侧时，过滤所述多个光源发出的光线而形成特定的景物环境。

2.根据权利要求1所述环境模拟系统，其特征在于：还包括胶片固定装置；

所述胶片固定装置设置在所述光源板的发光面侧，用于固定透射景物胶片。

3.根据权利要求2所述环境模拟系统，其特征在于：

各张所述透射景物胶片的景物影像不同；

各张所述透射景物胶片均与所述胶片固定装置可拆卸地连接。

4.根据权利要求1或2所述环境模拟系统，其特征在于：

所述透射景物胶片尺寸大于或等于光源板的发光面尺寸；

所述透射景物胶片完全覆盖所述光源板的发光面侧。

5.根据权利要求1或2所述环境模拟系统，其特征在于：

所述拍照环境模拟系统还包括透射柔光板；

所述透射柔光板设置在所述光源板的发光面侧和所述透射景物胶片之间。

6.根据权利要求5所述环境模拟系统，其特征在于：

包括与所述光源数量相同的多个透射柔光板；

各个所述透射柔光板按照光源的阵列排布方式设置；

每一透射柔光板分别覆盖对应的光源的照射区。

7.根据权利要求1所述环境模拟系统，其特征在于：

还包括前照光源；

所述前照光源的发光面朝向所述光源板的发光面；

所述前照光源包括连续光谱光源和/或荧光光源。

8.根据权利要求7所述环境模拟系统，其特征在于；

所述前照光源的数量为多个；

各个所述前照光源间隔设置，发光面均朝向所述光源板，而实现从不同角度打光。

9.一种模拟环境构建方法，采用如权利要求1-8任一项所述的环境模拟系统，其特征在于，包括：

确定需要模拟的环境特征；

根据需要模拟的环境特征选定透射景物胶片；以及，

根据需要模拟的环境特征确定各个光源的设定照度；

通过所述光源控制装置根据所述设定照度调节各个光源发光，以使各个光源分别照射所述透射景物胶片上的不同区域形成模拟环境。

10.根据权利要求9所述模拟环境构建方法，其特征在于，还包括：

通过所述光源控制装置根据所述设定照度调节各个光源发光，包括：

使用照度计测量各个所述光源的实际照度；

通过所述光源控制装置根据所述设定照度调节和所述实际照度调节各个所述光源发光。

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