CN116734994A - 图像亮度计的标定装置及标定方法 - Google Patents

图像亮度计的标定装置及标定方法 Download PDF

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CN116734994A CN202310668155.1A CN202310668155A CN116734994A CN 116734994 A CN116734994 A CN 116734994A CN 202310668155 A CN202310668155 A CN 202310668155A CN 116734994 A CN116734994 A CN 116734994A
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高处寒
占春连
苏越洋
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Xi'an Jingmiao Photoelectric Technology Co ltd
China Jiliang University
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Xi'an Jingmiao Photoelectric Technology Co ltd
China Jiliang University
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Abstract

本发明公开了一种图像亮度计的标定装置及标定方法。标定装置包括光源模块、反馈模块和处理模块。光源模块作为图像亮度计的标准光源，能够输出可调的光线。反馈模块用于获取光源模块内LED光源的标准色度值与标准亮度值。处理模块采用标定方法生成亮度定标文件、色度定标文件与自动定标识别因子，进而对图像亮度计进行标定。通过标定方法，能够对图像亮度计的三通道灰度值、亮度与色度进行标定，标定后的图像亮度计在测试LED光源时，能够有效的降低测量误差，保证了图像亮度计的测量精度，从而实现了图像亮度计对LED光源的精准测量。

Description

图像亮度计的标定装置及标定方法
技术领域
本申请涉及光学技术领域，尤其涉及一种图像亮度计的标定装置及标定方法。
背景技术
图像亮度计一般采用面阵器件如面阵CCD、CMOS作为接收器件，因而具有大面阵、高分辨率的特点，可以快速获得光源的亮度分布和色度分布，目前被广泛的应用在大面阵光源的快速测试中。
在相关技术中，通常采用标准A光源、D光源组合色板对图像亮度计进行校准，再利用经校准后的图像亮度计对待测光源的光亮度和色度进行测试。然而，在利用经标准A光源校准的图像亮度计对LED光源进行测量时，往往会存在较大误差。这是由于标准A光源、D光源属于连续光谱光源，而LED属于窄光谱光源，标准A光源的光经色板后的光谱与LED差别很大，因而经传统方法校准的图像亮度计测LED光源时会带来很大误差，无法满足图像亮度计高精度的测试要求。
有必要提出一种技术方案，解决相关技术中存在的图像亮度计对LED光源测试时误差较大的问题。
发明内容
本申请的目的在于，提供一种技术方案，解决相关技术中存在的图像亮度计对LED光源测试时误差较大的问题。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种图像亮度计的标定方法，图像亮度计包括滤光单元和感光面阵，响应于图像亮度计接收光线，感光面阵中任一感光单元输出一组三通道灰度信号。
进一步地，方法包括以下步骤：
采用波长可调的LED光源作为图像亮度计的校准光源，LED光源发射的光线经过滤光单元过滤后形成单色光，单色光由图像亮度计接收；
设定对图像亮度计的曝光时间，获取图像亮度计接收单色光时各个感光单元输出的多组三通道灰度信号，并将各组三通道灰度信号进行比较，获得非均匀校准系数，利用非均匀校准系数对各组三通道灰度信号进行校准，以使校准后的各组三通道灰度信号的偏差处于预设范围内；
获取经校准后的三通道灰度信号，并获取LED光源的标准亮度值，根据校准后的三通道灰度信号和标准亮度值，获得感光单元对该单色光的亮度响应函数，汇合各个感光单元对该单色光的亮度响应函数，以生成图像亮度计对该单色光的亮度定标文件；
获取LED光源的标准色度值，根据校准后的三通道灰度信号、LED光源的标准亮度值和标准色度值，获得感光单元对该单色光的色度响应值，汇合各个感光单元对该单色光的色度响应值，以生成图像亮度计对该单色光的色度定标文件；
根据单色光的三通道灰度信号的比例关系生成自动定标识别因子，并将自动定标识别因子与亮度定标文件和色度定标文件相关联。
进一步地，对各组三通道灰度信号进行校准包括以下步骤：
对图像亮度计的感光面阵进行区域划分，根据每一区域中各个感光单元输出的多组三通道灰度信号，该区域获取任一通道的灰度信号均值；
分别计算其余区域的任一通道灰度信号均值与感光面阵中心区域的对应通道灰度信号均值之比，以获得每一区域任一通道的非均匀校准系数；
以感光面阵的中心区域的各通道灰度信号均值作为标准灰度数据，计算其余区域中各个感光单元经非均匀校准系数校准后的各通道灰度信号数据相对标准灰度数据的偏移度，当偏移度大于预设阈值时，重新对感光面阵进行区域划分，直至偏移度小于预设阈值。
进一步地，获得图像亮度计对该单色光的亮度响应函数包括以下步骤：
获取LED光源的标准亮度值、图像亮度计的曝光时间和感光面阵中心区域的三通道灰度信号均值；
根据图像亮度计的曝光时间和感光面阵中心区域的三通道灰度信号均值，获得单位时间内三通道平均值；
根据单位时间内三通道平均值，计算图像亮度计单位时间亮度平均响应值；
对标准亮度值和单位时间亮度平均响应值进行拟合，获得单色光的亮度响应函数。
进一步地，滤光单元为RGB滤光单元时，依据如下公式计算单位时间亮度平均响应值：
DN＝0.299R+0.587G+0.114B，
式中，DN表示单位时间亮度平均响应值，R表示单位时间内R通道平均值，G表示单位时间内G通道平均值，B表示单位时间内B通道平均值。
进一步地，滤光单元为XYZ滤光单元时，依据如下公式计算单位时间亮度平均响应值：
DN＝G，
式中，DN表示单位时间亮度平均响应值，G表示单位时间内G通道平均值。
进一步地，方法还包括调节LED光源的亮度，获得在不同亮度下各个感光单元对该单色光的亮度响应函数，以生成在不同亮度下图像亮度计对该单色光的亮度定标文件。
进一步地，滤光单元为RGB滤光单元时，获得图像亮度计对该单色光的色度响应值包括以下步骤：
获取LED光源的标准亮度值、LED光源的标准色度值和图像亮度计的曝光时间；
根据标准色度值和标准亮度值获得三刺激值；
将三刺激值转换为RGB值；
获取经校准后的感光面阵中心区域三通道灰度信号，根据校准后的感光面阵中心区域三通道灰度信号和图像亮度计的曝光时间，获得单位时间内三通道平均值；
根据单位时间内三通道平均值与由三刺激值转换得的RGB值进行对比，获得各个通道灰度信号的色度响应值，以生成该单色光的色度定标文件。
进一步地，滤光单元为XYZ滤光单元时，获得图像亮度计对该单色光的色度响应值包括以下步骤：
获取LED光源的标准亮度值、LED光源的标准色度值和图像亮度计的曝光时间；
根据标准色度值和标准亮度值获得三刺激值；
获取经校准后的感光面阵中心区域三通道灰度信号，根据校准后的感光面阵中心区域三通道灰度信号和图像亮度计的曝光时间，获得单位时间内三通道平均值；
根据单位时间内三通道平均值与三刺激值进行对比，获得各个通道灰度信号的色度响应值，以生成该单色光的色度定标文件。
本申请还提供一种图像亮度计的标定装置，图像亮度计包括感光面阵，响应于图像亮度计接收光线，感光面阵中任一感光单元输出三通道灰度信号，标定装置用于对图像亮度计进行标定。
进一步地，标定装置包括：光源模块，光源模块作为图像亮度计的校准光源，光源模块包括积分球以及设置在积分球内的波长可调的LED光源；反馈模块，用于监测LED光源，获得LED光源的标准亮度和色度值；处理模块，采用如权利要求1～8任一项的图像亮度计的标定方法，生成亮度定标文件、色度定标文件以及自动定标识别因子。
本申请还提供一种图像亮度测量系统，包括：
图像亮度计，用于对待测目标的亮度和色度进行检测，图像亮度计包括感光面阵，响应于图像亮度计接收光线，感光面阵中任一感光单元输出一组三通道灰度信号；处理模块，接收图像亮度计输出的三通道灰度信号；
进一步地，处理模块中存储有采用如权利要求1～8任一项的图像亮度计的标定方法生成的亮度定标文件、色度定标文件以及自动定标识别因子；
处理模块根据图像亮度计输出的三通道灰度信号计算自动定标识别因子，并根据自动定标识别因子调用对应的亮度定标文件和色度定标文件；
处理模块将图像亮度计输出的三通道灰度信号分别与调用的亮度定标文件和色度定标文件相结合，获得图像亮度计对待测目标的亮度测量值和色度测量值。
综上，通过图像亮度计的标定方法对图像亮度计进行标定。标定后的图像亮度计在测试LED光源时，能够有效的降低测量误差，保证了图像亮度计的测量精度，从而实现了图像亮度计对LED光源的精准测量。
附图说明
图1为本申请实施方式中图像亮度计与标定装置的示意图；
图2为本申请实施方式中标定装置的示意图；
图3为本申请实施方式中图像亮度计的标定流程图；
图4为本申请实施方式中图像亮度计的三通道灰度信号标定流程图；
图5为本申请实施方式中图像亮度计的亮度标定流程图；
图6为本申请实施方式中图像亮度计的色度标定流程图。
具体实施方式
以下将结合附图所示的具体实施方式对本申请进行详细描述，但这些实施方式并不限制本申请，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本申请的保护范围内。
如图1和图2所示，本申请提供一种图像亮度计100的标定装置200。图像亮度计100包括感光面阵11和滤光单元12，滤光单元12可以是RGB滤光单元，也可以是XYZ滤光单元。感光面阵11包括至少一个感光单元111，感光面阵11能够响应于图像亮度计100接收光线，感光面阵11中任一感光单元111能够输出三通道灰度信号。
作为一种实现方式，标定装置200用于对图像亮度计100进行标定。标定装置200包括光源模块21、反馈模块23和处理模块24。
光源模块21作为图像亮度计100的校准光源，能够向图像亮度计100输出光线。光源模块21包括积分球211和LED光源212，其中LED光源212设置在积分球211内且LED光源212能够调节输出光线的波长。
反馈模块23与光源模块21连接，反馈模块23能够监测光源模块21内的LED光源212。在光源模块21输出光线的情况下，反馈模块23能够获取此时光源模块21内LED光源212的标准亮度值L和标准色度值S。处理模块24与反馈模块23连接，同时处理模块24与图像亮度计100连接。在图像亮度计100的标定过程中，处理模块24能够生成亮度定标文件、色度定标文件和自动定标识别因子，从而实现图像亮度计的标定。
作为一种可选的实现方式，反馈模块23可以采用光谱辐射计。具体的，可以在积分球211的侧壁上开设小孔，通过光纤将积分球211内的光传导至反馈模块23，从而可以在对图像亮度计100进行标定时同步反馈LED光源212的标准亮度值L和标准色度值S。
可以理解的，通过该标定装置200对图像亮度计100进行校准，能够降低图像亮度计100测试LED光源212时的误差，保证了图像亮度计100测量LED光源212时的精度。
如图3所示，作为一种实现方式，本申请还提供一种图像亮度计100的标定方法，用于对该图像亮度计100进行标定。标定方法包括以下步骤：
S1、采用波长可调的LED光源212作为图像亮度计100的校准光源，LED光源212发射的光线经过滤光单元12过滤后形成单色光，单色光由图像亮度计100接收。
S2、设定对图像亮度计100的曝光时间T，获取图像亮度计100接收单色光时各个感光单元111输出的多组三通道灰度信号RGB，并将各组三通道灰度信号RGB进行比较，获得非均匀校准系数K，利用非均匀校准系数K对各组三通道灰度信号RGB进行校准，以使校准后的各组三通道灰度信号R1G1B1的偏差处于预设范围内。
S3、获取经校准后的三通道灰度信号R1G1B1，并获取LED光源212的标准亮度值L，根据校准后的三通道灰度信号R1G1B1和标准亮度值L，获得感光单元111对该单色光的亮度响应函数，汇合各个感光单元111对该单色光的亮度响应函数，以生成图像亮度计100对该单色光的亮度定标文件。
S4、获取LED光源212的标准色度值S，根据校准后的三通道灰度信号R1G1B1、LED光源212的标准亮度值L和标准色度值S，获得感光单元111对该单色光的色度响应值，汇合各个感光单元111对该单色光的色度响应值，以生成图像亮度计100对该单色光的色度定标文件。
S5、根据单色光的三通道灰度信号的比例关系生成自动定标识别因子，并将自动定标识别因子与亮度定标文件和色度定标文件相关联。
S6、改变图像亮度计100接收的单色光，重复执行S2～S5，直到获取所有单色光的自动定标识别因子，并将自动定标识别因子与亮度定标文件和色度定标文件相关联。
具体的，启动光源模块21内的LED光源212，使得光源模块21能够向图像亮度计100输出光线。调整光源模块21与图像亮度计100的位置，将图像亮度计100中心与光源模块21中心对齐，保证光源模块21输出的光线能够清晰的照射至图像亮度计100。
进一步地，开启图像亮度计100，处理模块24获取感光面阵11接收单色光时每个感光单元111的三通道灰度信号RGB，并将每个感光单元111的三通道灰度信号RGB进行比较，进而得到非均匀系数K。处理模块24利用非均匀系数K对每个感光单元111的三通道灰度信号RGB进行校准，使得校准后每个感光单元111的三通道灰度信号R1G1B1之间的偏差处于预设范围内，即实现对感光面阵11的三通道灰度信号RGB进行校准。
进一步地，在光源模块21输出光线的情况下，反馈模块23获取此时LED光源212的标准亮度值L，并将该标准亮度值L发送至处理模块24。处理模块24根据校准后的每个感光单元111的三通道灰度信号R1G1B1和LED光源212的标准亮度值L，获得每个感光单元111对该单色光的亮度响应函数。处理模块24将每个感光单元111的亮度响应函数进行整合，得到图像亮度计100对该单色光的亮度定标文件。
进一步地，在光源模块21输出光线的情况下，反馈模块23获取此时LED光源212的标准色度值S，并将该标准色度值S发送至处理模块24。处理模块24根据校准后的每个感光单元111的三通道灰度信号R1G1B1、LED光源212的标准亮度值L和LED光源212的标准色度值S进行计算，进而得到每个感光单元111的色度响应值。处理模块24根据每个感光单元111的色度响应值进行处理，得到图像亮度计100对该单色光的色度定标文件。
进一步地，处理模块24计算校准后该单色光的三通道灰度信号R1G1B1之比，得到三通道灰度信号的比例关系，该比例关系即为该单色光的自动定标识别因子。处理单元根据该单色光的自动定标识别因子、该单色光的亮度定标文件与该单色光的色度定标文件相关联，从而实现图像亮度计100对该单色光的标定。
可以理解的，通过更改光源模块21输出的单色光，能够使得图像亮度计100接收不同的单色光。通过对每一种单色光进行标定，能够实现对图像亮度计100的三通道灰度信号、亮度与色度进行校准，进而降低图像亮度计100测试LED光源212时的误差，保证了图像亮度计100测量LED光源212时的精度。
如图4所示，作为一种实现方式，对感光面阵11的三通道灰度信号进行校准包括以下几个步骤：
S21、对图像亮度计100的感光面阵11进行区域划分，根据每一区域中各个感光单元111输出的多组三通道灰度信号，获取该区域任一通道的灰度信号均值。
S22、分别计算其余区域的任一通道灰度信号均值与感光面阵11中心区域的对应通道灰度信号均值之比，以获得每一区域任一通道的非均匀校准系数K。
S23、以感光面阵11的中心区域的各通道灰度信号均值作为标准灰度数据，计算其余区域中各个感光单元111经非均匀校准系数校准后的各通道灰度信号数据相对标准灰度数据的偏移度。
S24、判定偏移度是否大于预设阈值，当偏移度大于预设阈值时，重新对感光面阵11进行区域划分，并对感光面阵的三通道灰度信号进行重新校准，计算校准后感光面阵的偏移度
S25，直至感光面阵的偏移度小于预设阈值时，即完成对感光面阵的三通道灰度值的校准。
具体的，处理模块24对图像亮度计100的感光面阵11划分为多个区域。在图像亮度计100接收到光线的情况下，处理模块24获取每个感光单元111的R通道灰度值，并计算每个区域内感光单元111的R通道灰度值的平均值R。
进一步地，处理模块24计算中间区域的R通道灰度值的平均值Ra与所有区域的R通道灰度值R的平均值之比，可以得到每个区域R通道灰度值的非均匀系数KR。
可以理解的，处理模块24重复上述操作，可以得到每个区域的G通道灰度值的非均匀系数KG和B通道灰度值的非均匀系数KB。处理模块24计算上述非均匀系数KR、KG和KB与每个区域的对应通道灰度值之积，从而实现对每个区域的三通道灰度信号进行同比缩放，进而实现对每个区域的三通道灰度信号的校准。
进一步地，处理模块24重新获取校准后每个区域内感光单元111的三通道灰度信号RGB，并获取每个区域三通道灰度信号平均值 处理模块24计算中心区域三通道灰度信号平均值RaGaBa与每个
区域三通道灰度信号平均值的差值C。当该差值C大于预设阈值时，处理模块24对感光面阵11重新进行区域划分，并重新校准划分后每个区域的三通道灰度信号值。处理模块24计算重新校准后中心区域三通道灰度信号平均值RaGaBa与每个区域三通道灰度信号平均值/>的差值。直到该差值C小于预设阈值，此时完成对感光面阵11的三通道灰度值RGB的校准。
图像亮度计100在对LED光源测量时，由于图像亮度计100的短焦距成像物镜在像面易产生较强的渐晕效应，使像素响应值呈现由探测器中心向径向方向衰减，导致感光面阵靶面远离光轴中心位置的像素区域出现非均匀响应，此外，感光面阵中的各个感光单元111可能存在的对均匀光源响应度不一致的问题。本申请对图像亮度计100中感光面阵11的三通道灰度值RGB进行校准，克服了感光面阵在对均匀光源时发生非均匀响应的问题，可以避免对亮度和色度测量产生影响，提高测量精度。
如图5所示，作为一种实现方式，获得图像亮度计100对单色光的亮度响应函数包括以下步骤：
S31、获取LED光源212的标准亮度值L、图像亮度计100的曝光时间T和感光面阵11中心区域的三通道灰度信号均值RaGaBa。
S32、根据图像亮度计100的曝光时间T和感光面阵11中心区域的三通道灰度信号均值RaGaBa，获得单位时间内三通道灰度信号平均值RTGTBT。
S33、根据单位时间内三通道灰度信号平均值RTGTBT，计算图像亮度计100单位时间亮度平均响应值。
S34、对标准亮度值L和单位时间亮度平均响应值进行拟合，获得单色光的亮度响应函数。
具体的，在开启图像亮度计100时，设定光源模块21对图像亮度计100的曝光时间T，处理模块24获取该曝光时间T。处理模块24获取校准后感光面阵11中心区域的三通道灰度信号值RaGaBa与曝光时间T之比，得到单位时间内三通道灰度信号平均值RTGTBT。
进一步地，处理单元根据单位时间内三通道平均值RTGTBT得到单位时间亮度平均响应值。具体的，在滤光单元12为RGB滤光单元的情况下，处理模块24通过下列公式计算单位时间亮度响应平均值：
DN＝0.299R+0.587G+0.114B
式中，DN表示单位时间亮度平均响应值，R表示单位时间内R通道平均值，G表示单位时间内G通道平均值，B表示单位时间内B通道平均值。
进一步地，在滤光单元12为XYZ滤光单元的情况下，处理模块24通过下列公式计算单位时间亮度响应平均值：
DN＝G
式中，DN表示单位时间亮度平均响应值，G表示单位时间内G通道平均值。
进一步地，反馈模块23获取此时光源模块21内LED光源212的标准亮度值L，并将该标准亮度值L传输至处理模块24。处理模块24对LED光源212的标准亮度值L与单位时间亮度响应平均值DN进行拟合，从而得到图像亮度计100对该单色光的亮度响应函数。其中，可以通过MATLAB对标准亮度值与单位时间亮度响应平均值进行拟合，为了确保准确性和减少计算量，可以采用分段拟合的方法。
作为一种实现方式，通过调节光源模块21内LED光源212的亮度，处理模块24能够获取不同亮度下图像亮度计100对该单色光的亮度响应函数。处理模块24通过整合不同亮度下该单色光的亮度响应函数，从而得到图像亮度计100对该单色光的亮度定标文件，进而实现图像亮度计100对该单色光的亮度标定。
可以理解的，通过改变光源模块21输出的单色光，进而能够改变图像亮度计100接收的单色光。通过上述步骤，处理模块24能够获得不同单色光下图像亮度计100的亮度定标文件，从而实现图像亮度计100的亮度标定。在图像亮度计100测试LED光源212的情况下，有效降低图像亮度计100测试LED光源212时的亮度误差，保证了图像亮度计100测量LED光源212时的精度。
如图6所示，作为一种实现方式，所述滤光单元12为RGB滤光单元时，获得图像亮度计100对单色光的色度响应值包括以下步骤：
S41、获取LED光源212的标准亮度值L、LED光源212的标准色度值S和图像亮度计100的曝光时间T。
S42、根据标准色度值S和标准亮度值L获得三刺激值。
S43、获取经校准后的感光面阵11中心区域三通道灰度信号值RaGaBa，根据校准后的感光面阵11中心区域三通道灰度信号RaGaBa和图像亮度计100的曝光时间T，获得单位时间内三通道平均值RTGTBT。
S44、根据单位时间内三通道平均值RTGTBT与三刺激值进行对比，获得各个通道灰度信号的色度响应值，以生成该单色光的色度定标文件。
具体的，开启图像亮度计100，设定光源模块21对图像亮度计100的曝光时间T，处理模块24获取该曝光时间T。滤光单元12为RGB滤光单元的情况下，反馈模块23获取此时光源模块21内LED光源212的标准亮度值L和LED光源212的标准色度值S，并发送至处理模块24。
进一步地，处理模块24根据LED光源212的标准亮度值L与LED光源212的标准色度值S通过下列公式计算得到三刺激值XiYiZi，计算公式为：
式中xiyizi为LED光源212的标准色度值S，Yi为LED光源212的标准亮度值L。通过上述公式能够计算出Xi与Zi，进而得到三刺激值XiYiZi。
进一步地，处理模块24计算三刺激值XiYiZi与矩阵系数A之积，能够将三刺激值XiYiZi转化为三刺激值RiGiBi。其中，矩阵系数A表示如下：
进一步地，处理模块24获取校准后感光面阵11中心区域的三通道灰度信号值RaGaBa，并计算该三通道灰度信号值RaGaBa与曝光时间T之比，得到单位时间三通道平均值RTGTBT。处理模块24根据三刺激值RiGiBi与单位时间三通道平均值RTGTBT通过下列公式计算得到该单色光色度响应值Krr、Krg、Krb，计算公式如下：
需要说明的是，滤光单元12为XYZ滤光片的情况下，处理模块24根据LED光源212的标准亮度值L与LED光源212的标准色度值S计算得到三刺激值XiYiZi。处理模块24根据三刺激值XiYiZi与单位时间三通道平均值RTGTBT通过下列公式计算得到该单色光色度响应值Krr、Krg、Krb，计算公式如下：
处理模块24通过整合该单色光下各个通道的色度响应值Krr、Krg、Krb，从而得到图像亮度计100对该单色光的色度定标文件。
可以理解的，通过改变光源模块21输出的单色光，进而改变图像亮度计100所接收到的单色光。处理模块24通过上述操作，能够得到不同单色光的色度定标文件，从而实现对图像亮度计100的色度进行标定。在图像亮度计100测试LED光源212的情况下，有效降低图像亮度计100测试LED光源212时的色度误差，保证了图像亮度计100测量LED光源212时的精度。
本申请还提供一种图像亮度测量系统，包括图像亮度计100与处理模块24。图像亮度计100用于对待测目标的亮度和色度进行检测，图像亮度计100包括感光面阵11，响应于图像亮度计100接收光线，感光面阵11中任一感光单元111输出一组三通道灰度信号。处理模块24接收图像亮度计100输出的三通道灰度信号。
作为一种实现方式，处理模块24中存储有亮度定标文件，色度定标文件以及自动定标识别因子。在图像亮度计100测试待测LED光源212时，处理模块24通过图像亮度计100获得待测三通道灰度信号。处理模块24通过计算待测三通道灰度信号之间的比例，从而得到待测三通道灰度信号之间的比例关系。处理模块24通过该比例关系获取处理模块24内存储的自动定标识别因子，进而调用与该自动定标识别因子相关联的亮度定标文件和色度定标文件。
进一步地，处理模块24利用三通道灰度信号与处理模块24调用的亮度定标文件相结合，同时处理模块24利用三通道灰度信号与处理模块24调用的色度定标文件相结合，从而得到待测LED光源212的亮度测量值与色度测量值，有效降低图像亮度计100测试LED光源212时的误差，保证了图像亮度计100测量LED光源212时的精度。
本申请实施例利用标定后的图像亮度计100测量红色光在不同亮度下的色度、绿色光在不同亮度下的色度与蓝色光在不同亮度下的色度，得到下列三色亮度色度测量表：
本申请实施方式利用标定后的图像亮度计100测量通过组合产生的白色光，进而得到下列亮度色度测量表：
其中，标准x与标准y为该光线的标准色度坐标，测量x与测量x为该光线的测量色度坐标。可以理解的，校准后的图像亮度计100在测量待测光线时，能够准确的测量出待测光线的亮度和色度。需要说明的是，上述亮度色度测量表仅表述本申请实施例对该光线的亮度与色度的测量结果，并不用于限定本申请。
综上，通过图像亮度计100的标定方法对图像亮度计100进行标定。标定后的图像亮度计100在测试LED光源212时，能够有效的降低测量误差，保证了图像亮度计100的测量精度，从而实现了图像亮度计100对LED光源212的精准测量。
以上所揭露的仅为本申请的较佳实施例而已，然其并非用以限定本申请之权利范围，本领域普通技术人员可以理解：在不脱离本申请及所附的权利要求的精神和范围内，改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种图像亮度计的标定方法，所述图像亮度计包括滤光单元和感光面阵，响应于图像亮度计接收光线，所述感光面阵中任一感光单元输出一组三通道灰度信号，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
采用波长可调的LED光源作为所述图像亮度计的校准光源，所述LED光源发射的光线经过所述滤光单元过滤后形成单色光，所述单色光由所述图像亮度计接收；
设定对所述图像亮度计的曝光时间，获取所述图像亮度计接收所述单色光时各个所述感光单元输出的多组三通道灰度信号，并将各组所述三通道灰度信号进行比较，获得非均匀校准系数，利用所述非均匀校准系数对各组所述三通道灰度信号进行校准，以使校准后的各组所述三通道灰度信号的偏差处于预设范围内；
获取经校准后的所述三通道灰度信号，并获取所述LED光源的标准亮度值，根据校准后的所述三通道灰度信号和所述标准亮度值，获得所述感光单元对该单色光的亮度响应函数，汇合各个感光单元对该单色光的亮度响应函数，以生成所述图像亮度计对该单色光的亮度定标文件；
获取所述LED光源的标准色度值，根据校准后的所述三通道灰度信号、所述LED光源的标准亮度值和标准色度值，获得所述感光单元对该单色光的色度响应值，汇合各个感光单元对该单色光的色度响应值，以生成所述图像亮度计对该单色光的色度定标文件；
根据所述单色光的三通道灰度信号的比例关系生成自动定标识别因子，并将所述自动定标识别因子与所述亮度定标文件和所述色度定标文件相关联。
2.根据权利要求1所述的标定方法，其特征在于，所述对各组所述三通道灰度信号进行校准包括以下步骤：
对所述图像亮度计的感光面阵进行区域划分，根据每一区域中各个所述感光单元输出的多组三通道灰度信号，该区域获取任一通道的灰度信号均值；
分别计算其余区域的任一通道灰度信号均值与感光面阵中心区域的对应通道灰度信号均值之比，以获得每一区域任一通道的非均匀校准系数；
以所述感光面阵的中心区域的各通道灰度信号均值作为标准灰度数据，计算其余区域中各个感光单元经所述非均匀校准系数校准后的各通道灰度信号数据相对所述标准灰度数据的偏移度，当所述偏移度大于预设阈值时，重新对所述感光面阵进行区域划分，直至所述偏移度小于所述预设阈值。
3.根据权利要求2所述的标定方法，其特征在于，获得所述图像亮度计对该单色光的亮度响应函数包括以下步骤：
获取所述LED光源的标准亮度值、所述图像亮度计的曝光时间和所述感光面阵中心区域的三通道灰度信号均值；
根据所述图像亮度计的曝光时间和所述感光面阵中心区域的三通道灰度信号均值，获得单位时间内三通道平均值；
根据所述单位时间内三通道平均值，计算图像亮度计单位时间亮度平均响应值；
对所述标准亮度值和所述单位时间亮度平均响应值进行拟合，获得所述单色光的亮度响应函数。
4.根据权利要求3所述的标定方法，其特征在于，
所述滤光单元为RGB滤光单元时，依据如下公式计算所述单位时间亮度平均响应值：
DN＝0.299R+0.587G+0.114B，
式中，DN表示单位时间亮度平均响应值，R表示单位时间内R通道平均值，G表示单位时间内G通道平均值，B表示单位时间内B通道平均值。
5.根据权利要求3所述的标定方法，其特征在于，
所述滤光单元为XYZ滤光单元时，依据如下公式计算所述单位时间亮度平均响应值：
DN＝G，
式中，DN表示单位时间亮度平均响应值，G表示单位时间内G通道平均值。
6.根据权利要求3所述的标定方法，其特征在于，
所述方法还包括：
调节所述LED光源的亮度，获得在不同亮度下各个感光单元对该单色光的亮度响应函数，以生成在不同亮度下所述图像亮度计对该单色光的亮度定标文件。
7.根据权利要求2所述的标定方法，其特征在于，所述滤光单元为RGB滤光单元时，获得所述图像亮度计对该单色光的色度响应值包括以下步骤：
获取所述LED光源的标准亮度值、所述LED光源的标准色度值和所述图像亮度计的曝光时间；
根据所述标准色度值和所述标准亮度值获得三刺激值；
将所述三刺激值转换为RGB值；
获取经校准后的所述感光面阵中心区域三通道灰度信号，根据所述校准后的感光面阵中心区域三通道灰度信号和所述图像亮度计的曝光时间，获得单位时间内三通道平均值；
根据所述单位时间内三通道平均值与由所述三刺激值转换得的RGB值进行对比，获得各个通道灰度信号的色度响应值，以生成该单色光的色度定标文件。
8.根据权利要求2所述的标定方法，其特征在于，所述滤光单元为XYZ滤光单元时，获得所述图像亮度计对该单色光的色度响应值包括以下步骤：
获取所述LED光源的标准亮度值、所述LED光源的标准色度值和所述图像亮度计的曝光时间；
根据所述标准色度值和所述标准亮度值获得三刺激值；
获取经校准后的所述感光面阵中心区域三通道灰度信号，根据所述校准后的感光面阵中心区域三通道灰度信号和所述图像亮度计的曝光时间，获得单位时间内三通道平均值；
根据所述单位时间内三通道平均值与所述三刺激值进行对比，获得各个通道灰度信号的色度响应值，以生成该单色光的色度定标文件。
9.一种图像亮度计的标定装置，所述图像亮度计包括感光面阵，响应于图像亮度计接收光线，所述感光面阵中任一感光单元输出三通道灰度信号，所述标定装置用于对所述图像亮度计进行标定，其特征在于，所述标定装置包括：
光源模块，所述光源模块作为所述图像亮度计的校准光源，所述光源模块包括积分球以及设置在所述积分球内的波长可调的LED光源；
反馈模块，用于监测所述LED光源，获得所述LED光源的标准亮度和色度值；
处理模块，采用如权利要求1～8任一项所述的图像亮度计的标定方法，生成亮度定标文件、色度定标文件以及自动定标识别因子。
10.一种图像亮度测量系统，包括：
图像亮度计，用于对待测目标的亮度和色度进行检测，所述图像亮度计包括感光面阵，响应于图像亮度计接收光线，所述感光面阵中任一感光单元输出一组三通道灰度信号；
处理模块，接收所述图像亮度计输出的三通道灰度信号；
其特征在于，
所述处理模块中存储有采用如权利要求1～8任一项所述的图像亮度计的标定方法生成的亮度定标文件、色度定标文件以及自动定标识别因子；
所述处理模块根据所述图像亮度计输出的三通道灰度信号计算自动定标识别因子，并根据所述自动定标识别因子调用对应的所述亮度定标文件和所述色度定标文件；
所述处理模块将所述图像亮度计输出的三通道灰度信号分别与调用的所述亮度定标文件和所述色度定标文件相结合，获得所述图像亮度计对待测目标的亮度测量值和色度测量值。
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