CN114339063A

CN114339063A - 一种图像曝光方法、装置、存储介质及相关设备

Info

Publication number: CN114339063A
Application number: CN202111649932.5A
Authority: CN
Inventors: 陈乃奇; 高飞
Original assignee: Shenzhen Anteland Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Anteland Technology Co Ltd
Priority date: 2021-12-30
Filing date: 2021-12-30
Publication date: 2022-04-12

Abstract

本发明公开了一种图像曝光方法、装置、存储介质及相关设备，方法包括：步骤1：将待曝光图像的灰度图划分为M行×N列，得到M×N个像素点；步骤2：激光直接成像设备的图像读取模块读取M×N个像素点的灰度等级并通过控制器发送给上位机，所述上位机调取对应的激光功率，通过所述控制器控制激光模组对M×N个像素点曝光。本发明还公开了一种图像曝光装置及相关设备。本发明能使待曝光图像的灰度等级和需要爆透的激光功率相匹配，既节约了激光光源，又能爆透每一个像素点，提高了待曝光图像的曝光质量。

Description

一种图像曝光方法、装置、存储介质及相关设备

技术领域

本发明属于激光直接成像领域，尤其涉及到一种图像曝光方法、装置、存储介质及相关设备。

背景技术

参考图1，在利用激光直接成像设备(未图示)对待曝光图像的灰度图1进行曝光时，激光直接成像设备的激光功率没有和灰度图1中每个像素点的灰度等级进行匹配，以做到适应性出光。例如：将灰度图1划分为M行×N列，即得到M×N个像素点，每个像素点的灰度等级在0-256内，而目前激光直接成像设备只有一种曝光功率，因此只能以一种出光功率对M×N个多种灰度等级的像素点曝光，而不是根据像素点灰度等级的不同进行差异化曝光，导致激光直接成像设备的出光功率与每一个像素点的灰度等级不相匹配，在M×N个像素点中，有的像素点因为像素值高需要更大的激光功率曝光，然而激光直接成像设备的出光功率不足，导致像素值高的像素点未被充分曝光；有的像素点因为像素值低需要较小的激光功率曝光，然而激光直接成像设备的出光功率过大，导致像素值低的像素点被过度曝光，浪费了激光功率，图像的曝光质量很低。

发明内容

本发明公开了一种图像曝光方法，其目的在于解决激光直接成像设备的激光功率和待曝光图像的灰度图的等级不相匹配以导致图像的曝光质量差及激光光源浪费的问题。

本发明的方案如下：

一种图像曝光方法，包括：

步骤1：将待曝光图像的灰度图划分为M行×N列，得到M×N个像素点；

步骤2:激光直接成像设备的图像读取模块读取M×N个像素点的灰度等级并通过控制器发送给上位机，所述上位机调取对应的激光功率，通过所述控制器控制激光模组对M×N个像素点曝光。

进一步地，步骤2具体包括：

步骤21：激光直接成像设备的图像读取模块读取所述M×N个像素点中其中一个像素点的第一灰度等级，并将所述第一灰度等级通过所述控制器反馈给所述上位机，所述上位机调取与所述第一灰度等级匹配的第一激光功率，将所述第一激光功率通过所述控制器发送给所述激光模组并控制激光模组出光；

步骤22：用和步骤21相同的方法对剩余(M×N-1)个像素点曝光。

进一步地，所述图像格式为tif、bmp、mat、pgm中的任意一种。

进一步地，步骤2中，每个像素点的灰度等级为0到256中的任意一个数值。

进一步地，所述图像读取模块中内置有MATLAB软件，利用MATLAB软件读取M×N个像素点灰度值。

本发明还公开了一种图像曝光装置，所述图像曝光装置包括：上位机、控制器、图像读取模块以及激光模组；所述图像读取模块读取待曝光图像的灰度图的M×N个像素点的灰度等级并通过控制器发送给上位机，所述上位机调取与灰度等级对应的激光功率，通过所述控制器控制激光模组对M×N个像素点曝光。

进一步地，所述激光模组包括至少一组激光光源和至少一组光学光学成像模块，所述激光光源经过所述光学光学成像模块透射后，对所述待曝光图像进行曝光。

进一步地，所述光学光学成像模块包括至少一块凸透镜，激光光源发出的光经凸透镜透射后，聚焦到所述待曝光图像上。

进一步地，所述控制器为微程序控制器或CPU的一种。

本发明还公开了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前述中任一项方法的步骤。

本发明还公开了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行程序时实现前述中任一项方法的步骤。

本发明的有益技术效果：图像读取模块读取待曝光图像的灰度图的每一个像素点的灰度等级，然后将每一个灰度等级通过控制器发送给上位机，上位机根据灰度等级调取与灰度等级对应的激光功率，并将激光功率通过控制器发送给激光模组，激光模组发出与灰度等级相适配的激光功率，对相应的像素点进行精准曝光。因此，每一个像素点的激光功率和该像素点对应的灰度等级相匹配，既节约了激光光源，又使得待曝光图像的每一个像素点得到充分曝光，提高了待曝光图像的曝光质量。

附图说明

图1为将灰度图划分为M行×N列，得到M×N个像素点的示意图；

图2为本发明的图像曝光方法的流程图；

图3为图像曝光装置4曝光其中一个像素点K的曝光示意图；

图中各部件对应的名称及序号分别为：待处理图像的灰度图1、工作台2、运动机构3、图像曝光装置4、上位机401、控制器402、激光模组410、激光光源411、光学成像模块412、图像读取模块403。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述区别，而不能理解为指示或暗示相对重要性，此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参考图2，图2为本发明所说的图像曝光方法的流程图，包括如下步骤：

对于步骤1，参考图1，图1中，将待处理图像的灰度图1划分为M行×N列，得到M×N个像素点，每个像素点的灰度等级为0-256个等级中的某一个等级。当然，M×N个像素点中，有些像素点的灰度等级相同，有些又不同。

对于步骤2，参考图2和图3，图像读取模块403先识别M×N个像素点的任意一个(例如，任意一个像素点可以是图1,图3中第二行第三列的像素点K)的第一灰度等级，然后将该第一灰度等级的信息通过控制器402发送给上位机401，上位机401获取所述像素点K的第一灰度等级的信息，根据该信息调取存储在上位机401中的灰度等级-激光功率对应表，读取相应的第一激光功率，并将该第一激光功率通过控制器402发送给激光模组410，控制激光模组410根据第一激光功率对像素点K曝光。上位机401中存储的灰度等级-激光功率表见表1。表1中，灰度等级为0-256级，每个灰度等级均对应不同的激光功率值。

同样的，对于其余(M×N-1)个像素点，也可以用同样的办法进行差异化曝光，也就是说，每一个像素点灰度等级匹配的激光功率均可以通过存储在上位机中的灰度等级-激光功率对应表进行调取。

对于灰度等级为0的像素点，可以理解为此时的激光模组410不出光，在激光模组410曝光每相邻两个像素点的间隙，激光模组410短暂停止出光，可以理解为此时的被曝光图像的灰度等级为0。

需要说明的是，表1中的各灰度等级对应的激光功率值仅供参考，在实际运用中，可以根据需要设定不同的值。由于M×N个像素点的灰度等级都在0-256内，因此爆透每个像素点需要的激光功率都可以从表1中调取，表1的内容被存储在上位机401中，因此通过访问上位机401，便可以从上位机401中调取与灰度等级相匹配的激光功率。上位机401将被调取的激光功率通过控制器402发送给激光模组410，由于激光模组410的功率可以调，所以激光模组410可以根据接收到的来自控制器402的不同功率出光，对不同灰度等级的像素点差异化曝光。

因此，本激光曝光方法可以实现对每一个像素点精准曝光，既节约了激光光源，又能爆透每一个像素点，提高了待曝光图像的曝光质量。

表1：灰度等级-激光功率对应表

灰度等级	激光功率(mW)
		0	0
1	8
		2	40
3	140
		4	200
5	250
		6	300
7	350
		.
.
		.
254	800
		255	850
256	900

在实际曝光过程中，对于图1和图3中的M行×N列个像素点，可以先按从左到右逐行曝光的顺序曝光每一个像素点，或者从右到左的顺序逐行曝光每一个像素点，也可以按从左到右逐列曝光或者从右到左逐列曝光。但是曝光每个像素点的方法都是一样的。

作为其中的一个实施方式，参考图3，当采取从左到右逐行曝光的顺序曝光时，将待曝光图像的灰度图1放置在工作台2上，以使得待曝光图像的灰度图1垂直于图像曝光装置4的激光模组的410的出光方向。工作台2放置在运动机构3上，图像曝光装置4的上位机401发送控制指令给控制器402，控制器402将控制指令传递给运动机构3，驱动待曝光图像的灰度图1随同工作台2沿着X方向和/或Y方向运动。上位机401通过控制器402控制运动机构3驱动工作台2沿着X方向和/或Y方向运动，所以待曝光图像的灰度图1可以在工作台2上沿着X方向和/或Y方向运动，以实现图像曝光装置4对待曝光图像的灰度图逐行或者逐列曝光的目的。

参考图3，图3只示意性的画出了激光模组410只有一组的情形，在实际应用中，激光模组410可以设置为若干组，若干组激光模组410同时对待曝光图像的灰度图1进行曝光，缩短曝光时间，提高曝光质量。本实施例中的激光模组410包括至少一组激光光源411和至少一组光学光学成像模块412；激光光源411经过光学光学成像模块412透射后，对运动到处于光学光学成像模块412正下方的某一像素点进行曝光。可以理解的是，激光出光功率大小可调是通过调节激光光源411的出光大小实现的。

需要说明的是，图1中的灰度图1的格式可以为tif、bmp、mat、pgm格式中的任意一种。图像读取模块403中内置有MATLAB软件，利用MATLAB软件可以读取图1中的灰度图1中M×N个像素点的灰度等级。

作为优选，光学光学成像模块412优选为凸透镜。

参考图3，本发明还公开了一种图像曝光装置4，包括：上位机401、控制器402、图像读取模块403以及激光模组410。图像读取模块403识别图3中第二行第三列的像素点K的第一灰度等级，然后将该第一灰度等级通过控制器402发送给上位机401，上位机401获取像素点K的第一灰度等级的信息，根据该第一灰度等级的信息调取存储在上位机中的与对应的第一灰度等级匹配的第一激光功率，将第一激光功率通过控制器402发送给激光模组410，激光模组410根据第一激光功率对像素点K曝光。同样的，对于其余(M×N-1)个像素点，也可以用同样的办法进行差异化曝光，也就是说，每一个像素点的激光功率和该像素点对应的灰度等级相匹配，这样做到对每一个像素点精准曝光，既节约了激光光源，又能爆透每一个像素点，提高了待曝光图像的曝光质量。

本申请中，控制器为微程序控制器或CPU的一种。微程序控制器或CPU控制器为现有技术，在此不再累述。

本发明还公开了一种存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述任意一项方法的步骤。存储介质是指存储数据的载体。比如软盘、光盘、DVD、硬盘、闪存、U盘、CF卡、SD卡、MMC卡、SM卡、记忆棒(Memory Stick)、xD卡等。流行的存储介质是基于闪存(Nand flash)的，比如U盘、CF卡、SD卡、SDHC卡、MMC卡、SM卡、记忆棒、xD卡等。

本发明还公开了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现前述任一项方法的步骤。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种图像曝光方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的图像曝光方法，其特征在于，步骤2具体包括：

步骤22：用和步骤21相同的方法对剩余(M×N-1)个像素点曝光。

3.如权利要求1所述的图像曝光方法，其特征在于，所述图像格式为tif、bmp、mat、pgm中的任意一种。

4.如权利要求1所述的图像曝光方法，其特征在于，步骤2中，每个像素点的灰度等级为0到256中的任意一个数值。

5.如权利要求1所述的图像曝光方法，其特征在于，所述图像读取模块中内置有MATLAB软件，利用MATLAB软件读取M×N个像素点灰度值。

6.一种图像曝光装置，其特征在于，所述图像曝光装置包括：上位机、控制器、图像读取模块以及激光模组；所述图像读取模块读取待曝光图像的灰度图的M×N个像素点的灰度等级并通过控制器发送给上位机，所述上位机调取与灰度等级对应的激光功率，通过所述控制器控制激光模组对M×N个像素点曝光。

7.如权利要求6所述的图像曝光装置，其特征在于，所述激光模组包括至少一组激光光源和至少一组光学光学成像模块，所述激光光源经过所述光学光学成像模块透射后，对所述待曝光图像进行曝光。

8.如权利要求7所述的图像曝光装置，其特征在于，所述光学光学成像模块包括至少一块凸透镜，激光光源发出的光经凸透镜透射后，聚焦到所述待曝光图像上。

9.如权利要求6所述的图像曝光装置，其特征在于，所述控制器为微程序控制器或CPU的一种。

10.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项方法的步骤。

11.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行程序时实现如权利要求1至5中任一项方法的步骤。