CN1167942C - 开环光强校准系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示一种开环光强校准系统和方法。对一基准观察系统产生基准照明曲线，一输入光强值对应一产生的输出光强。对相应于基准观察系统的特定观察系统，产生相应的特定照明曲线。确定校准函数，把基准输入光强值转换成特定输入光强值。输入输入光强值时，以相应的特定输入光强值驱动特定观察系统，使特定观察系统的输出光强，实质上与该输入光强值驱动基准观察系统时的该基准观察系统的输出光强相同。用这些照明校准系统和方法校准的观察系统的特定照明性能，修改成遵循预定或基准的照明性能。

Description

开环光强校准系统和方法
技术领域
本发明涉及用于观察(视频)系统的照明系统。
背景技术
任何装置的输出光是许多变量的函数。这些变量包括瞬时驱动电流、装置使用寿命、环境温度、光源上是否有尘埃或污物、装置的性能历史记录等。机器观察仪系统通常使用一些方法定位其可见区中的对象，该方法可确定许多特性，其中包括确定可能发现对象的关注区域中的对比度。某种程度上，入射光或发射光量大大影响上述确定。
自动可视检验计量设备通常有编程能力，允许用户确定事件序列。这可以例如编程之类的深思熟虑方式，或通过渐进地学习设备序列的记录方式加以完成。该命令序列存储作为部件程序。能用执行设备事件序列的指令创建程序，具有某些优点。
例如，通过设定设备重复程度可对一个以上工件或设备序列进行处理。此外，多个设备可执行一个程序，从而多个检验操作可同时或稍后进行。再者，编程能力提供操作结果归档的可能性。从而，可分析测试结果并确定工件中潜在故障点或控制器中的损坏。没有足够标准化和重复性时，归档程序性能随时间及在同型号和系统的不同设备间产生变化。
已有技术中，如Mahaney的USP 5753903所述，用闭环控制系统确保观察系统光源的输出光强驱动至特定指令级。从而，这些常规的闭环控制系统防止输出光强因瞬时驱动电流、光源使用期及环境温度等变化而偏移期望值。
当对照明系统使用预定命令时，例如当命令包含在用于不同观察系统和/或不同时间或地点的不同观察系统的部件程序中时，本发明对于产生可靠和可重复结果特别有用。
许多观察系统中设定的输入光常常不响应固定输出光强。而且，用户不能直接测量输出光强。输出光强可通过测量图像亮度而加以间接测量。通常，图像亮度是图像的平均灰度级。使用特定观察系统外的专门设备可直接测量输出光强。
在任何情况下，照明性能，即测量的输出光强与指令的光强间的关系，在不同观察系统间或单个观察系统随时间变化时是不一致的。该关系反而取决于观察系统的光元件、用于照明部分的特定光源、该光源的特定灯泡等。例如，具有设定至输入光强命令值30％物台光源的第1观察系统可能产生的输出光强与具有设定至输入光强命令值70％的物台光源的第2观察系统相同。图1-3图示不同观察系统间照明情况的不一致、单一观察系统使用不同光元件时的不一致，以及单一观察系统使用相同光元件和不同光源或使用相同光元件和相同光源而该光源中灯泡或灯不同时的不一致性。
这些例子显示，取决于特定观察系统、光元件和光源，照明情况会有多大不同。不能希望通过设计在使用不同光元件和/或光源时，可对不同类观察系统产生相同的照明性能。实践中，因元部件和/或准直变化，同类观察系统的不同特定观察系统照明可能变化。
这种照明性能的不一致性，使即使同类观察系统的类似特定观察系统间也难以交换部件程序。当在一个特定观察系统中建立部件程序时，即使另一特定观察系统与第1观察系统同类时，该部件程序往往也不能在另一特定观察系统中运行。即，具有一组固定指令光强值的部件程序可能在另一观察系统中产生不同亮度的图像。但是，诸如应用边缘检测的算法之类的许多测量算法取决于图像亮度。结果，因用不同观察系统产生的图像亮度几乎肯定是不同的，从而部件程序在不同观察系统中不能一致地运行。
发明内容
本发明提供一种可对观察系统的光源进行开环控制的照明校准系统和方法。
本发明还提供一种可以软件和/或固件实现的照明校准系统和方法。
本发明再提供一种把特定观察系统校准至基准观察系统的照明校准系统和方法。
本发明还提供一种每类特定观察系统使用基准照明曲线的照明校准系统和方法。
本发明进一步提供一种对每类特定观察系统的不同光源提供不同基准照明曲线的照明校准系统和方法。
本发明再提供一种可确保每类特定观察系统的不同观察系统间均匀性的照明校准系统和方法。
本发明还提供一种允许重复再校准的照明校准系统和方法。
本发明还提供一种保证特定观察系统的光源的输出光强随时间保持均匀的照明校准系统和方法。
本发明还提供一种通过对特定观察系统的特定光源进行再校准而保证输出光强保持均匀的照明校准系统和方法。
在根据本发明的照明校准系统和方法的各种示范性实施例中，对特定类观察系统的各照明光源建立基准照明曲线。通过对特定光源，提供输入光强指令值和测量到达观察系统光传感器的所得输出光强，而产生各基准照明曲线。该光传感器可是观察系统的摄像机。到达观察系统光源的光通量实质上是以输入光强命令值驱动时的灯输出和光源输出光衰减的非线性函数，即是灯光强、透镜放大率及观察系统光元件响应的函数。对输入光强命令值可能范围中的各值，确定测得的输出光强。
然后，以相同方式，对相应于基准观察系统的该类系统的特定观察系统的相应光源，产生特定的照明曲线。此外，可对该类观察系统的各不同光源准备基准照明曲线和特定照明曲线。
一旦对特定观察系统的特定光源建立特定照明曲线，则确定校准函数，把基准光强命令值转换成特定光强命令值。结果，输入输入光强命令值时，以相应的特定输入光强命令值驱动特定系统的光源，从而特定观察系统的输出光强值与基准观察系统以输入光强命令值驱动时，其输出光强值实质上相同。
这样，用本发明照明校准系统和方法校准的观察系统中，其特定照明性能修改成符合预定或标准的照明性能。根据本发明的照明校准系统和方法，通过建立可控照明性能而减少对给定输入设定传送的照度的变动。该功能是通过使用与每个输入设定的确定亮度相关的基准照明曲线而完成的。在各种示范性观察系统中，可提供物台光、同轴光、环形光和/或可编程环形光等各种光源。在有多种光源的观察系统中，可对各不同光源的光建立不同的基准照明曲线。
通过建立受控的照明性能，本发明的照明校准系统和方法，可减少设备间照明性能的不一致性。即，使用本发明的照明校准系统和方法，经校准的观察系统，在类似输入照明设定条件下将产生类似的亮度。此外，使用本发明的照明校准系统和方法，部件程序在校准观察系统中运行一致，且部件程序可在不同校准观察系统中运行。通过建立受控的照明性能，根据本发明的照明校准系统和方法可减少对给定用户设定传送的照度的照明变动。
附图说明
从对较佳实施例的下述详细说明中，本发明的这些和其他特点和优点将更为清楚。
下文，参照附图，叙述本发明的较佳实施例。
图1是不同类观察系统间照明曲线不一致性的说明图。
图2是用不同光元件时，相同观察系统照明曲线不一致性的说明图。
图3是使用相同光元件和相同光源但该光源中灯泡或灯不同时，相同观察系统照明曲线不一致性的说明图。
图4是使用本发明光强控制系统一示范性实施例的观察系统一个实施例的示图。
图5是窗尺寸对确定图像亮度效果的说明图。
图6是符合基准照明曲线第1要求的照明曲线的说明图。
图7是不符合基准照明曲线第2要求的照明曲线的说明图。
图8是本发明产生基准或特定照明曲线方法一示范性实施例的概要流程图。
图9是使用一类观察系统基准照明曲线和特定观察系统的特定照明曲线，校准该特定观察系统的本发明一示范性实施例的概要流程图。
具体实施方式
为简单和清楚，参照示于图4的本发明的观察系统的一个实施例，说明本发明的工作原理和设计因数。示于图4的观察系统工作的基本说明可用于理解和设计结合本发明照明校准系统和方法的任何观察系统。
其中，输入光强命令值“V1”是用户设定用于控制光源输出光强的光强值。可在部件程序中或用用户接口清楚地设定输入光强命令值。该命令值的范围在0与1之间，表示最大可能强度的百分比。在下面说明中，范围0～1与0％～100％可互换。应理解，0或0％相应于无照明，而1或100％相应于满照明。
其中，输出光强度值“I”是观察系统光源传送到部件并在前后通过观察系统光元件后由光传感器接收的光强。在各示范性实施例中，用图像区域的平均灰度级测量输出光强值I。但是，任何适当的已知或其后开发的测量输出光强值I的方法可用于本发明的照明校准系统和方法。
其中，观察系统的照明曲线或性能“f”反映观察系统输出光强值I的范围与输入光强命令值Vi范围间的关系。
       I＝fVi
校准输入光强命令值Vc是用于控制用本发明的照明校准系统和方法确定的光源输出光强的光强值。在本发明的照明校准系统和方法中，使用者不了解准输入光强命令值。相反，使用者向经本发明照明校准系统和方法校准的观察系统提供期望的输入光强命令值。该值由经校准的观察系统转换成校准的输入光强命令值。该值用于管理控制观察系统光源的光控制器硬件。与输入光强命令值Vi类似，校准的输入光强命令值Vc的范围在0与1之间。
对任何观察系统，其各自光源都有特定照明曲线。不同观察系统通常该特定照明曲线各不相同。通过校准观察系统，该特定照明曲线将自动修正成符合对该类观察系统的该光源确定的标准照明曲线。通过在向下级照明控制系统传送输入光强命令值前，把输入光强命令值Vi转换成校准的输入光强命令值Vc，而完成该工作。用变换T来完成：
         TVi＝Vc
用特定照明曲线和基准照明曲线确定变换T。校准后，校准的观察系统可期望对任何输入光强命令值产生其亮度与标准照明曲线规定的亮度类似的图像。
图1是不同类观察系统特定照明曲线间不一致性说明图。具体而言，图1表示3类设备的特定照明曲线11、12和13。用相同放大级和光源产生各特定照明曲线。如图1所示，用三角形点表示的第1类观察系统特定照明曲线11，对输入光强命令值仅有很小有用范围。即，在输入光强命令值为0时，因杂散的背景光及CCD摄像机中的电子偏移，输出光强级亮度约为8位数字值范围(0至255)中的20。但是，对第1类观察系统，5％的输入光强命令值具有的亮度大于50，而所有大于10％的输入光强命令值即饱和至最大输出光强值255。
反之，方块点表示的第2类观察系统具有较大但仍相当局限的输入光强命令值有用范围。即，如图1所示，对第2类观察系统，输入光强命令值小于20％，特定照明曲线12的斜率很平缓。但输入光强命令值在20％至40％之间，特定照明曲线12的斜率很陡。输入光强命令值大于40％，则输出光强值再次饱和至最大值255。与第1和第2特定照明曲线11与12相反，用菱形点表示的第3类观察系统的特定照明曲线13在整个范围其斜率平缓得多。此外，第3特定照明曲线13，在输入光强命令值为75％～80％前，不达到饱和值255。
结果，对于具有图1所示3种不同特定照明曲线11、12和13的3类不同观察系统，为任一类观察系统写的部件程序不能在另一类观察系统中工作。例如，如果用第2特定照明曲线12为第2类观察系统写的特定部件程序，要求输出光强值为约200，则该部件程序将包含约30～35％的输入光强命令值。如果同样的部件程序然后在第1类观察系统中运行，则30～35％范围的输入光强值将使输出光强值饱和达到255。反之，如果该部件程序在第3类观察系统中运行，则输入光强命令值在30～35％之间使输出光强值约为50％。
这样，该部件程序在第1类观察系统中运行时，图像会太亮，从而该部件程序不能准确识别捕获图像的可视单元。反之，该部件程序在第3类观察系统中运行时，产生的图像将曝光不足，也不能判明图像中可视单元。在这两种情况中，不能适当识别图像的可视单元，因而部件程序不能适当运行。
图2说明一个观察系统使用不同光元件或相同光元件的不同构造时特定照明曲线的不一致性。如图2所示，该观察系统的第1特定照明曲线12是用放大率1X产生的。通过使用第1组光元件或把单组光元件置于第1结构可获得该放大率。图2还表示该相同观察系统在第2(更高)放大率7.5时的第2特定照明曲线22。通过使用提供更高放大率的另一组光元件，或把单组光元件置于第2(更高放大率)结构获得第2放大率。
在任一情况下，用该观察系统在放大率1的光学系统产生第2类观察系统的基准照明曲线12。反之，该第2类观察系统的第2特定照明曲线22具有平坦得多的斜率。第1基准曲线12表示，该观察系统在1X放大率结构中在输入光强度命令值为20％时产生输出光强值50，第2特定照明曲线22表示，该观察系统，在7.5X放大率结构中在输入光强命令值在30％至40％之间前，不产生输出光强值50。此外，第2特定照明曲线22表明，为获得约50亮度，在7.5X放大率结构中以4％输入光强命令值驱动该观察系统。第1特定照明曲线12表明，以相同的40％输入光强命令值驱动1X放大率结构的该观察系统，产生饱和输出光强值255。反之，第2特定照明曲线22表明，在输入光强命令值为约90％前，7.5X结构的该观察系统不达到饱和输出光强值255。
对于为该观察系统1X放大率而写的部件程序，如果期望输出光强值为50，则输入光强命令值必须为约20％。但是，如果同一部件程序以7.5X放大率在该观察系统中运行，则约20％的输入光强命令值几乎不能向该部分提供光，结果，输出光强值很难高于0。反之，对于要求50％期望亮度和使用7.5X放大率的部件程序，该观察系统的输入光强命令值约40％。如果该部件程序接着用1X放大率镜片在该观察系统中运行，则输出光强值约250，
应理解，相同观察系统使用相同光元件或结构，但使用不同光源时，特定照明曲线中有类似的不一致性。如图4所示，表面光通常置于摄像机与要成像的部件之间并照射该部件且离开摄像机。到达摄像机的光必须从要成像的部件反射。反之，物台光直接照射摄像机。
通常，因这类变化，对任何输入光强命令值，不同光源将对相同输入光强命令值产生不同响应。应理解，如果相同部件程序以类似照明命令对不同光源运行，则希望在不同光源的特定照明曲线和基准照明曲线间进行转换。
图3说明同一观察系统使用相同光元件或结构且使用相同光源，但相同光源中使用不同灯泡或灯时，特定照明曲线的不一致性。具体如图3所示，第2类观察系统的特定照明曲线12是用有第1灯泡或灯的物台光之类的第1光源以第1放大率产生的。但特定照明曲线32是用相同的第2类的特定观察系统，以第1放大率并用有第2灯泡或灯的相同第1光源产生的。
对任何输入光强命令值，来自特定照明曲线12所示的第1灯泡或灯的光比特定照明曲线32所示的第2灯泡或灯的光更多地到达摄像机。这样，对任何输入光强命令值，特定照明曲线12的输出光强值大于特定照明曲线32的输出光强值。从而，虽然不象图1和2所示例子那样引人注目，对于用具有特定灯泡或灯的光源写的部件程序，当同样的部件程序用相同光源但不同灯泡或灯运作时，到达摄像机的光不是太多就是太少。
图4是结合本发明的光强控制系统一个实施例的观察系统一个示范性实施例。如图4所示，观察系统100包括观察系统部件部分110和控制部分120。观察系统部件部分110含具有中央透明部分112的物台111。要用观察系统100成像的部件102置于物台111上。光源115～118之一发射的光照部件102。来自光源115～118的光，在照射部件102后，也可能在照射部件102前，通过透镜系统113并由摄像机系统114收集以产生部件102的像。用于照射部件102的光源包括物台光115、同轴光116和诸如环形光117或可编程环形光118之类的表面光。
摄像机捕获的图像在信号线131上输出至控制部分120。如图4所示，控制部分120一个实施例包括控制器125、输入/输出接口130、存储器140、照明曲线产生器150、变换产生器160、部件程序执行器170、输入光强命令值变换器180和电源190。各部分通过数据/控制总线136或各元件间的直接连线互连。信号线131从摄像机系统114连至输入/输出接口130。显示器132经信号线133，一个或多个输入装置134经1条或多条信号线135也连至输入/输出接口130。显示器132和一个或多个输入装置134可用于观看、创建和修改部件程序，以观看摄像机系统114捕获的图像和/或直接控制观察系统部件110。但是，应理解，具有预定部件程序的全自动系统中，可省略显示器132和/或一个或多个输入装置及相应的信号线133和/或135。
如图4所示，存储器140包括基准照明曲线部分141、特写照明曲线部分142、变换查找表存储部分143、部件程序存储部分144和捕获图像存储部分145。基准照明曲线部分141存储一个或多个基准照明曲线。具体而言，基准照明曲线部分141可对每个不同光源存储一个基准照明曲线。在其他实施例中，基准照明曲线部分141可对每个不同典型基准部分为每种光源存储多个基准照明曲线，和/或对每个不同放大率存储多个基准照明曲线。类似地，特定照明曲线部分142存储至少一个特定照明曲线。具体而言，特定照明曲线部分142可对每个不同光源115～118包含1条特定照明曲线。类似于基准照明曲线部分141，特定照明曲线部分142可对一些不同放大率为每种不同光源存储多个特定照明曲线。
变换查找表存储部分143存储至少一个变换查找表。具体而言，变换查找表存储部分143，对每对存储在基准和特定照明曲线部分141和142的相应基准和特定照明曲线存储一个变换查找表。
部件程序存储部分144存储一个或多个部件程序，用于对各种部件控制观察系统100的工作。图像存储部分145存储操作观察系统100时，摄像机系统114摄取的图像。
观察系统100接收照明曲线产生命令后，照明曲线产生器150即在控制器125控制下，对特定光源和/或特定目标产生基准照明曲线或特定照明曲线。通常，在第1次设置观察系统或用户认为观察系统100需要重校准时，该使用者利用显示器132和一个或多个输入装置134中的一个向照明曲线产生器150输入照明曲线产生器命令信号。
通常，照明曲线产生器150仅对观察系统100相应的基准观察系统产生基准照明曲线。接着，该基准观察系统产生的基准照明曲线存储在存储器140的基准照明曲线部分141中。反之，观察系统100的照明曲线产生器150用于产生对观察系统100特定的特定照明曲线。该特定照明曲线存储在存储器140的特定照明曲线部分142中。
照明曲线产生器150产生新的特定照明曲线时，在控制器125控制下，变换产生器160，对存储在特定照明曲线部分142的新产生的特定照明曲线和存储在基准照明曲线部分141的相应基准照明曲线，产生新的变换查找表。每个这种变换查找表，然后由变换产生器160存储在存储器140的变换查找表部分143的以前相应的变换查找表中。
观察系统100接收命令，执行部件程序存储部分144所存部件程序时，在控制器125控制下，部件程序执行器170读部件程序存储部分144所存部件程序的指令并执行该读出的指令。具体而言，指令可包含接通或调节光源115～118之一的命令。这种命令可包含输入光强命令值。部件程序执行器170收到这种光源指令时，部件程序执行器170向输入光强命令值变换器180输出输入光强命令值指令。在控制器125控制下，输入光强命令值变换器180输入与光源指令确定的光源相应的变换查找表，并把输入光强命令值转换成转换或规定的输入光强命令值。该转换的输入光强命令值是这样一种命令值，在用于驱动光源指令规定的光源时，使该光源输出光的强度在摄像机系统114产生的输出光强值实质上与若基准观察系统以输入光强命令值驱动时的输出光强值相等。
然后，输入光强命令值变换器180输出转换的输入光强命令值至电源190，部件程序执行器也同时向电源190输出命令以指定待驱动光源。根据转换的输入光强命令值，通过在一根信号线119上向观察系统110的光源115～118之一提供电流信号，电源190驱动指定的光源。
应该理解，上述任一光源115～118均可包含多个不同色的光源。即，例如物台光115可包含红色光源、绿色光源和蓝色光源。物台光115的每一种颜色光源各自由电源190驱动。这样，物台光115的红、蓝、绿色光源中的每一种均有自己的特定照明曲线且均需要有各自的基准照明曲线和各自的变换。每种颜色光源均有基准照明曲线允许更稳定彩色照明且对于用彩色或黑白摄像机进行定量彩色分析有潜在用途。
应理解，本发明的上述系统和方法基于自动程序运作。在观察系统100人工或步进操作期间，经一个或多个输入装置134手动发出照明命令时，本发明系统和方法的动作实质上是相同的。
表1表示特定类观察系统的基准照明曲线、未经校准的相应观察系统的特定照明曲线和用基准照明曲线校准后的同一观察系统的特定照明曲线。经校准后，特定照明曲线与基准照明曲线亮度最大差异为2％。反之，校准前该最大差异为15％。
  输入光设定％     基准照明曲线灰度级 校准前特定照明曲线灰度级     差％ 校准后特定照明曲线灰度级     差％
    0     12.5     12.5     0     12.5     0
    10     12.8     12.9     1     12.8     0
    20     14.6     14.1     3     14.4     -1
    30     21.2     23     8     20.9     -1
    40     34.8     39.3     13     34.8     0
    50     59.1     67.6     14     60.1     2
    60     96.3     110.6     15     95.3     -1
    70     148.1     169.8     15     149.1     1
    80     216.8     247.5     14     220.8     2
    90     254.3     255     -     255     -
    100     255     255     -     255     -
表1校准前后照明性能
基准和特定照明曲线确定测量的输出光强I与输入光强命令值Vi之间的关系。为获得照明曲线，每个输入光强命令值Vi，用观察系统的摄像机测得输出光强Ii。从小于摄像机系统全可见区的区域获得该测量值，该值下文称为图像亮度。测量图像亮度作为图像窗的平均灰度级。应理解，窗大小及位置均可影响测得的灰度级。
对于图像尺寸为640×480像素的典型摄像系统，可用几种窗尺寸确定平均灰度级。这些窗尺寸包括51×51像素窗、101×101像素窗、151×151像素窗、201×201像素窗及251×251像素窗。这些窗有奇数像素行和列，从而窗对于中央对称。
图5表示这种摄像机系统的输出光强值对五种窗尺寸的每一种的输入光强命令值范围的关系。如图5所示，这五种不同窗尺寸无显著差异。但是摄像机系统整个可见区亮度显著不均匀时，小型窗(例如51×51像素)的灰度级可能不能很好地代表图像的平均灰度级。在各种实施例中，通常使用151×151像素的窗，因为它平衡了窗尺寸与摄像机可见区。
如上所述，图像亮度可能不均匀。应理解，在这种情况下，图像最亮部分可能在图像中央。为减少不均匀亮度对照明曲线稳固性的影响，在各实施例中，可使用中心在最亮位置的窗。
基准照明曲线是标准照明曲线，为各被校准设备所依据。在各实施例中，通过对每类观察系统和每类光源(如物台光、同轴光、环形光和/或可编程环形光)使用相同基准照明曲线，可简化本发明的照明校准系统和方法。在这些实施例中，有任何光源的任何观察系统均可产生相同的照明性能。
但是，在另外的实施例中，由于不同类观察系统和不同类光源间有实质性差异，采用单个基准照明曲线是不适当的。在这些实施例中，使用单个基准照明曲线会破坏某些类型观察系统的照明能力。对同样观察系统的所有不同光源用同一基准照明曲线也会损害某些光源，例如通常产生最亮图像的物台光的照明能力。
在这些实施例中，对每一类观察系统和每个这种观察系统中使用的每种光源使用不同的基准照明曲线。这种方法确保同型设备各种光源的照明性相似。此外，使用有四个象限的可编程环形光时，每个象限使用相同的基准照明曲线，因为假设对相同的输入光强命令值，每个象限的可编程环形光产生相似亮度的图像。
但是，对同类观察系统的各光源使用唯一的基准照明曲线意味着该类观察系统的所有放大率均有一个基准照明曲线。在各实施例中，用系统设定(缺省)放大率建立基准照明曲线。例如，对用2.5X放大率的缺省设定透镜系统制得的特定类观察系统，2.5X放大率用作系统设定放大率。但用例如1X的较低放大率将使校准较好，因为它具有照明系统满分辨率的优点。
对特定类观察系统所有基准照明曲线使用单一放大率值确保，该类观察系统的不同设备的相同放大率具有类似的照明性能。但是，不能保证同类观察系统中的不同放大率会产生同样的照明性能。
如上所述，每个基准照明曲线应利用特定光源的全亮度产生对比度良好的图像，即有宽灰度级范围的图像。考虑到这些要求，各基准照明曲线应具有下述特性：
1.在输入光强命令值至少是90％前，基准照明曲线不应达到最大亮度值，即不应饱和。最好在输入光强命令值的整个范围中，基准照明曲线不达到饱和；
2.除照明特性可能改变的范围最末端外，在尽可能宽的范围中，对不同输入光强值，基准照明曲线应有不同亮度值。即，如果几个输入光强命令值产生表示相同亮度的输出光强值，则在曲线的该部分少用这种基准照明曲线。
3.输入光设定的范围应覆盖输出光强大部分范围。如果基准照明曲线不能覆盖宽范围的输出光强，则难于获得良好对比度的图像。
图1所示3种曲线不符合第1要求，图6所示-曲线不满足第1要求。第1要求表明，如果在远小于100％的饱和输入光强度Vsat，基准照明曲线达到最大亮度255，则不可能校准大于饱和输入光强命令值Vsat的任何输入光强命令值Vi。
图7表示不符合第2个要求的基准照明曲线的例子。在图7所示的基准照明曲线中，0％～20％输入光强命令值均有输出光强值15。此外，输出光强范围差，为15-23。从而，使用该基准照明曲线进行校准减少获得良好图像的能力。
如上所述，不同光源产生不同类型照明曲线。如果不用位于摄像机可见区中的一些合适目标测量照明曲线，则产生的照明曲线可能不符合上述基准照明曲线的第1至第3要求。为获得符合第1至第3要求的照明曲线，使用物台与摄像机之间的光目标。可避免上述问题。但应理解，不同光源的目标作用不同。例如，在观察系统的各实施例中，物台光要求衰减发射光强的目标。反之，同轴光要求衰减反射光强目标。与上述两者不同，环形光和可编程环形光要求聚集以不同方向来自环形光或可编程环形光的反射光强的目标。
应理解，对每种光源使用几个目标可能是必须或希望的。如果对输入光设定的整个范围只使用单个目标，则该目标可能把光源的强度衰减太多。结果，几个输入光强命令值可能有相同的输入光强。在这种情况下，产生的基准照明曲线不符合上述基准照明曲线的第2个要求。
表2表示可用于对日本Mitutoyo公司产生的Quick Vision观察系统系列的QV202-PRO机型的2.5X透镜，获得基准照明曲线的目标。应理解，每类观察系统和各光源可能要求不同目标。
    物台光     同轴光   可编程环形光顶光，底光，右光
  中性密度滤色镜 Spectralon2％   Spectralon99％
       表2对LIH机型基准照明曲线所用目标
物台光基准照明曲线测量用光密度为0.1、1、2、3的几种中性密度滤色镜。Spectralon是漫反射材料，可得到范围为2％至99％不同反射值的该材料。Spectralon可从网址为WWW.labsphere.com的Labsphere购得，Spectralo2％(Labspher编号No.SRT-02-020)其600nm的漫反射为2％，Spectralon99％(Labsphere编号为NO.SRT-90-020)其600nm的漫反射为99％。
对物台光，在最低输入光强命令值并使用光密度为0.1的中性密度滤色镜开始基准照明曲线测量。当使用光密度为0.1的中性密度滤色镜时如果输入光强命令值使输入光强值饱和，则用光密度为1的滤色镜继续测量，如果使用光密度为1的中性密度滤色镜输入光强命令值使输出强度值饱和时，则用光密度为2的中性密度滤色镜继续测量。该过程继续用更高光密度滤色镜进行，直至测量输入光强命令值的全部范围。
表3表示对物台光基准照明表的例子。表的每一项包括{Vi，ODi，Ii}的组合。
其中，Vi是输入光强命令值，ODi是用于输入光强命令值Vi的滤色镜光密度，Ii是输入光设定Vi的输出光强。
    V     OD         I
    0     0.1     25
    0.1     0.1     45
    0.2     0.1     105
    0.3     0.1     155
    0.4     0.1     220
    0.5     1     100
    0.6     1     175
    0.7     1     230
    0.8     2     225
    0.9     2     240
    1     3     230
表3物台光基准照明曲线的例子
对于同轴光，在最低输入光强命令值且不用目标开始测量基准照明曲线。在不用目标输入光强命令值使输出光强值饱和时，用Spectralon2％目标继续测量。应理解，最好使用几个目标(例如Spectralon10％、20％等)，以获得更平滑的基准照明曲线。可不用Spectralon2％目标，而用例如EdmundScientific编号为no.H45655之类的毛玻璃目标。该毛玻璃目标性能不是很好但廉价得多。
对同轴光，可不满足第2要求。即使用仅反射2％光的目标，在输入光强命令值为60％时，输出光强也饱和。为测试，可使用从Labsphere获得的Spectralon3.7％目标。
在同轴光的示范性基准照明表中，该表的每项包含{Vi，，Fi，Ii}形式的组合，其中：
Vi是输入光强命令值，Fi是用于输入光强命令值Vi的滤色镜，即不用目标或用Spectralon2％，Ii是输入光设定Vi的输出光强。
对环形光，在最低输入光强命令值并使用Spectralon99％目标开始测量基准照明曲线。在使用Spectralon99％目标输入光强命令值使输出光强值饱和时，不用目标继续测量。可用诸如Edmund Scientific编号为no.H43718之类的乳白漫射玻璃代替Spectralon99％。乳白漫射玻璃较价廉且与Spectralon99％目标性能类似。但是，乳白漫射玻璃没有技术规格。即对该乳白漫射玻璃无校准数据。应理解当输出光强值饱和时适于用多种目标(例如使用Spectralon99％、Spectrally 75％和Spectrally 50％)，以获得较平滑的基准照明曲线。
在环形光的示范性基准照明表中，每一项包含{Vi，Fi，Ii}形成的三重组合，其中：
Vi是输入光强命令值，Fi是用于输入光强命令值Vi的滤色镜，即不用目标或用Spectralon99％，Ii是输入光设定Vi的输出光强。
光源的基准照明曲线相互独立获得。即，其它光源关闭。基准照明曲线只测一次。一旦测量基准照明曲线，并以例如上述的列表形式存储测量数据，即该测量的基准照明曲线数据可存储在观察系统的存储器中。
为校准观察系统，对需校准的观察系统的每个光源测量特定照明曲线。光源的特定照明曲线相互独立获得。即关闭其他光源。必须使用与获得特定基准照明曲线时相同放大率和相同目标，以获得相应的特定照明曲线。观察系统每次校准时，均需重测特定照明曲线。通常，较老的光源常常用户希望校准观察系统照明。一旦测量特定照明曲线，测量的数据以例如上述列表形式存储，则测得的特定照明曲线数据可存储在观察系统的存储器中。
特定观察系统的特定照明曲线或曲线组测量或重测并存储在该观察系统的存储器后，使用该观察系统类的基准照明曲线，通过确定变换T可校准待校准的一个或几个光源。变换T对把对于特定观察系统的的特定光源的基准照明曲线确定的输入光强命令值，转换成对于该特定观察系统和光源确定的转换输入光强命令值。
对特定观察系统的特定光源，如果基准照明曲线是：
            R(X)＝Y式中：R是基准照明曲线函数；X是基准输入光强命令值，且0≤X≤1；Y是基准输出光强，且0≤Y≤255。设备的特定照明曲线是：
            S(X)＝Y′式中：S是特定照明曲线函数：X是基准输入光强命令值且0≤X≤1；Y′是特定输出光强且0≤Y′≤255。
则通过如下确定变换函数T校准该观察系统的光源：
        T(X)＝X′和
        S(X′)＝Y式中：X是基准输入光强命令值且0≤X≤1；X′是特定输入光强命令值且0≤X≤1；Y是基准输出光强且0≤Y≤255。
应理解，由于照明系统的分辨率，可能不能重现基准输出光强或亮度Y。即，特定输入光强命令值X′可能不存在，以便用特定输入光强命令值X′驱动特定光源，使特定照明曲线产生基准输出光强或亮度Y。因而，在变换函数T的各实施例中，使用容限值e提供误差范围。在这种情况下，通过如下确定变换函数T校准观察系统的光源。
      T(X)＝X′
      S(X′)＝(YIe)
有时，可能不能以数字方式计算变换函数T。特定照明曲线不到达基准照明曲线所确定的亮度级时会发生这种情况。特定光源变得太暗淡或观察系统的光学系统，即透镜系统和/或摄像机系统未对准时会发生这种情况。
在脱机和每次观察系统校准时要确定变换函数T。在运行时间使用该变换函数T以转换光强设定。
使用由系统设定放大率获得的基准照明曲线和特定曲线计算变换函数T。但是，变换函数T的使用与放大率无关。从而，变换函数T不保证相同观察系统的不同放大率将产生相同照明性能。相反，变换函数T确保同类观察系统的不同设备中的相同放大率且有类似照明性能。
光输入值30％   设备A透镜1X亮度   设备B透镜1X亮度   设备A透镜3X亮度   设备A透镜3X亮度
    150     150     100     100
表4对不同放大率和设备，使用相同变换函数T的结果
图8是根据本发明产生照明曲线方法的实施例的说明图。应理解，示于图8的步骤可用于产生基准观察系统的基准照明曲线和要校准观察系统的特定照明曲线。无论那种情况，在步骤S100开始，控制进至步骤S110，在该步骤，特定目标置于观察系统可见区。接着，在步骤S120，把当前输入光强命令值设定至初始值。通常，该初始值为0，即光源关闭。接着，在步骤S130，用当前输入光强命令值驱动正产生照明曲线的光源。控制进至步骤S140。
在步骤S140，对驱动光源输出并经光元件到达摄像机视场的输出光的输出光强进行测量。接着，在步骤S150，在查找表中存储当前输入光强命令值和测得的输出光强。接着，在步骤S160，确定当前光强命令值是否大于最大光强命令值。如果不大于，则流程进至步骤S170。否则，流程跳至步骤S180。
在步骤S170，当前输入光强命令值增加-增量值。此外，如果测得的输出光强值在预定范围外，例如，位于饱和值或接近于饱和值，则把下一合适目标置于观察系统可见区代替目前目标。应理解，确定测得的输出光强值是否接近饱和值的步骤可包含确定测得的输出光强值是否在饱和值的预定阈值内。流程跳回至步骤S130。反之，在步骤S130，方法流程结束。
图9是根据基准照明曲线和特定观察系统特定光源的特定照明曲线，产生变换函数方法实施例的流程图。在步骤S200开始，流程进至步骤S210，在该步骤，选择待校准特定观察系统的光源。接着，在步骤S220，识别与选定的特定观察系统光源相对应的预定基准照明曲线。在步骤S230，识别特定观察系统的选择光源产生的预定特定照明曲线。流程进至步骤S240。
在步骤S240，把当前输入光强命令值设定至初始值。接着，在步骤S250，从识别的基准照明曲线确定选择光源目前输入光强命令值对应的基准照明曲线的输出光强。接着，在步骤S260，根据识别的特定照明曲线，至少在选择误差范围中确定，用于产生确定输出光强的选择光源的识别特定照明曲线的输入光强命令值。流程进至步骤S270。
在步骤270，当前输入光强命令值和用于选择光源的识别特定照明曲线的确定的输入光强值存储在变换函数查找表。接着，在步骤S280，确定当前光强命令值是否大于最大光强命令值。如果是，流程跳至步骤S300。否则，流程进至步骤S290。
在步骤290，当前输入光强命令值增加一增量。流程接着跳回步骤S250。反之，在步骤S300，方法流程结束。
应理解，在所有要用的照明源均能产生相应于基准照明曲线的照明的各实施例中，该基准照明曲线是基于观察系统目标类的“最弱”照明。从而，任何“较强”照明源或灯泡都能与“最弱”照明源或灯泡的最大输出光强匹配。
还应理解，不仅较低功率的光元件和结构聚集较多的光，而且较低功率镜片和光学结构本身吸收较少光。即，较低功率镜片和光学结构获取较多图像。较低功率镜片和光学结构固有地获取较多驱动的特定光源产生和发射的光。此外，较高功率镜片和光学结构本身吸收较多入射至光元件的光。这样，不仅较高功率镜片和光学结构聚集较少光，而且还发射少量实际聚焦的光。
无论何种情况，使用较高功率镜片和光学结构使基准照明曲线太平坦。从而，变得难以鉴别用于这种平坦的基准照明曲线的特定输入光强命令值产生的输出光强。
同时，因为较低功率镜片和光学结构聚集较多的被驱动特定光源发射的光，且较低功率镜片和光学结构吸收较少的入射光，因而较低功率镜片和光结构很可能使摄像系统饱和，否则过于陡峭，从而两相邻输入光强命令值间的差别会产生输出光强值的过大不同。
从而，应理解，产生的基准和特定照明曲线可显著影响变换函数有用性时，将使用特定光功率。
应理解，通常选择校准图像的最亮区域是合理的。有几个理由应选择最亮区域。首先，最亮区域有助于避免观看照明图形不一致区域的影响。在两个任何观察系统间，镜片可能没有同等的对准时，会产生这种不一致区域。事实上，任何特定观察系统的镜片可能对准得很差。例如，对于同轴光源，同轴灯未与光轴对准。
虽然图像亮度的不均匀性大部分归因于镜片，但也有其他非均匀源。例如，摄像系统常使用电荷耦合器件(CCD)。这种CCD器件沿垂直或水平尺寸有响应梯度。在任一情况下，选择校准图像的最亮区域时，可减轻许多可能梯度的影响和亮度的不均匀性。
此外，应理解，可选择要使用的校准图像区域几个不同选择方案中的任一个。如上所述，单个窗可对准校准图像的最亮点。或者，单个窗固定在校准图像中的特定点。当校准图像的最亮区域已知是某一特定位置，但最亮区域确切位置未知时，这常是有用的。
确定校准图像的最亮区域要耗费相当多的时间和计算资源。另一方面，如果已知校准图像的最亮区域位于校准图像中的或大或小的固定位置，则可选择实质上确保包含该最亮点的窗口。同时，通过使用这种固定窗口，可免去确定精确最亮点并把窗口中心位于该最亮点所必需的计算资源和时间。
除使用单个窗口外，也可使用遍布校准图像的多个窗口。例如，可使用通常对准校准图像器四角的四个窗口。在这种情况下，用四个窗口的平均输出强度值确定输出光强值。应理解，除平均值外，也可使用任何其它已知或后来发展的统计参数来组合多个窗口以确定单个输出光强值。
应理解，如上所述，对于特定观察系统，变换函数T调节特定输入光强命令值，从而该特定观察系统的输出光强紧随基准照明曲线的输出光强。但是，应理解，基准照明曲线本身可能不是特别直觉的。这样，变换函数和/或基准照明曲线也可用于获得输出光强至基准照明曲线的期望映射，该基准照明曲线提供基准输入光强命令值与基准输出光强间的期望函数。基准照明曲线和/或变换函数可对期望函数分层，使输出光强是输入光强命令值的更直觉函数，上述期望函数例如是线性函数、对数函数或考虑人类心理学和视觉的函数。
应理解，如上对同轴光所述，难于发现在输入光强值范围延伸的非饱和区域。为消除该问题，可用关于观察系统镜片的假设，数学地而非实验地转换或映射变换。这样，可根据关于光学系统中放大率和反射的假设，把仅相应于基准曲线一部分和单个目标的结果外推至与整个基准照明曲线相应的范围。
如上所述，不同的放大级通常产生不同基准照明曲线。在对此进行处理的各实施例中，产生基准和特定照明曲线及产生变换函数时，使用单个缺省放大级。此外，如上所述，可对不同放大率级产生基准和特定照明曲线。但是，应理解，不必产生附加照明曲线组。
为补偿放大率级变化，在放大率变化给定量时，可通过乘输入光强命令值而以更严格方式进行补偿。但是，应理解，这更严格的补偿方法不始终产生好的图像。或者，可产生第2变换，根据初始放大级的亮度，在目前放大级，重现前一放大级的亮度。
应理解，上面概述的方法基于单色光源。应理解，如果光源是双色或多色光源，例如固态光源有发射不同波长的多个发射体，则可对每种不同颜色产生不同基准照明曲线和特定照明曲线。从而可对每种颜色产生不同的校准表。
在各实施例中，使用部件程序，在文件中以列表形式保存基准照明曲线，可获得基准照明曲线。为产生基准照明曲线，对各输入光强命令值测量输出光强，作为中心位于图像最亮处的151×151像素窗口的平均灰度级。在各实施例中，仅仅用一个目标。在各实施例中，仅使用2.5X放大率。在各实施例中，为获得基准照明曲线，可从光源的灯样品中使用每个光源最暗淡的灯。表5说明文件中以列表形式保存的基准照明曲线的一个实施例。
  输入光设定     亮度0.00         14.90.05         14.90.10         15.20.15         16.10.20         18.60.25         21.70.30         24.90.35         30.60.40         36.70.45         43.6
    0.50      51.50.55      60.90.60      69.10.65      82.30.70      94.10.75      106.70.80      121.00.85      132.70.90      152.10.95      167.61.00      184.7
表5  基准照明曲线
类似于基准照明曲线，可获得特定照明曲线。这样，在各实施例中，用部件程序测量不同输入光强命令值的图像输出光强或亮度。测量图像的输出光强或亮度，作为中心位于图像最亮处的151×151像素窗口的平均灰度级。图6说明文件中以列表形式保存的特定照明曲线一个实施例。
    输入光设定    亮度0.00          14.90.05          14.90.10          15.20.15          16.30.20          20.10.25          25.70.30          31.70.35          44.10.40          56.90.45          71.50.50          87.60.55         108.20.60         128.00.65         157.60.70         183.80.75         213.00.80         244.00.85         255.00.90         255.00.95         255.0
    1.00      255.0
表6  未校准观察系统的特定照明曲线
使用示于表5的基准照明曲线和特定照明曲线，确定变换函数T。表7说明在文件中以列表形式保存产生的变换函数T的实施例。
    输入光设定    校准光设定0.00             0.000.05             0.050.10             0.100.15             0.140.20             0.180.25             0.210.30             0.240.35             0.290.40             0.320.45             0.350.50             0.380.55             0.410.60             0.440.65             0.480.70             0.520.75             0.550.80             0.580.85             0.610.90             0.640.95             0.671.00             0.70
表7  变换函数T
每个光源将使用不同的变换函数查找表。从而，对给定的观察系统，有与光源同样多的变换函数找表。每个变换函数查找表保存在不同文件中。
在各实施例中，可根据一些观察系统的统计分析或观察系统和光学模拟的充足设计知识产生基准照明曲线。应理解，可使用任何已知或后来发展的产生基准照明曲线的方法，只要基准照明曲线可表示基准观察系统的光强传感装置感测的光强及用于驱动基准观察系统光源的光强值。
在实验测试本发明的系统和方法的各实施例时，修改常规的观察系统和方法以对各光源读取查找表。本发明系统和方法的各实施例使用这些查找表以在把这些值传送至照明控制系统前，把输入光设定转换成校准光设定。例如，在用户用表7的查找表把输入光设定设置成0.80时，本发明系统和方法的各实施例，在向照明控制系统传送该值时，把它转换成0.58。如果输入光强命令值例如是0.12，不在查找表中，则本发明系统和方法的各实施例用线性内插计算校准值。
校准观察系统的本发明系统和方法的结果显示，可有经校准的照明系统。即，校准的观察系统，在对相同配备的观察系统类似输入光强命令值的情况下，将产生类似亮度的图像。通过使用称为基准照明曲线的预定照明性能执行校准。经校准的系统修改其特定照明性能以模拟该基准照明曲线。
在各实施例中，对每类观察系统各光源提供不同基准照明曲线。但是，本发明的校准系统和方法是灵活的，可允许其它结构，例如对不同类观察系统相同基准照明曲线。对于具有两类观察系统且想辨认不出在该两类观察系统上运行部件程序的顾客，该结构可能是有用的。注意到用具有最弱的照明系统的观察系统类确定基准照明曲线是重要的。从而，不同类观察系统只有一个基准照明曲线将会削弱有较强照明系统的这类观察系统的照明功率。
应理解，可由特定观察系统产生基准照明曲线。在这种情况下，基准照明曲线不用于迫使特定照明系统跟随外部基准观察系统的输入光强命令值。相反，在这种情况中，基准照明曲线及时表示特定点特定观察系统的照明性能。
用于该特定观察系统的部件程序创建前，是对特定观察系统产生这种基准照明曲线的特别有用时刻。通过随时间把特定观察系统校准，更重要是再校准至对该特定观察系统产生的基准照明曲线，可防止该特定观察系统的照明性能偏移基准照明性能。这样，任何为该特定观察系统创建的部件程序保持可由该特定观察系统操作，即使该特定观察系统的照明系统老化，偏移基准照明性能。
在另一观察系统运行的部件程序创建前是对特定观察系统产生这种基准照明曲线另一个特别有用时刻。
假设这些观察系统用该基准照明曲线进行了校准，随后创建的部件程序应接着在这些另外观察系统中运行。
本发明的校准系统和方法，允许同样的部件程序在相同配备的不同观察系统(即对相同输入光强命令值有不同输出光强的观察系统)中运行。
本发明的校准系统和方法也允许部件程序在同样观察系统中始终一致地运行，即使例如因环境光增强、灯老化、新灯替换老灯等，使照明条件改变时。
本发明的校准系统和方法允许检测例如灯陈旧等不良照明条件。
本发明的校准系统和方法也允许检测光学系统没对准，例如部件碰撞后，可编程环形光未对准。
即使使用黑白摄像机，本发明的校准系统和方法也允许观察系统设备可靠检测被测工件的色差，因为更可靠地校准照明，从而摄像机检测的光强变化可认为由工件引起。假设工件反射相似，光强变化可认为起因于一定情况中颜色变化。
本发明已结合上述实施例加以描述，本领域技术人员显而易见可作出许多替换、修改和改变。因此，上述示范性实施例是企图说明而非限定。不脱离本发明的精神和范围，可作出各种改变。

Claims (20)

1.一种根据预定的基准关系，校准一特定观察系统的照明系统的方法，该基准关系表示一基准观察系统的光强检测装置检测的光强与用于驱动该基准观察系统光源的相应光强值的关系；
其特征在于，该方法包括下述步骤：
确定一特定观察系统的光强检测装置检测的光强与用于驱动该特定观察系统光源的相应光强值之间的特定关系；
根据所述基准关系和特定关系，确定变换，把用于驱动所述特定观察系统光源的输入光强值变换成经变换的光强值，从而，如果经变换的光强值用于驱动所述特定观察系统的光源且以所述输入光强值驱动所述基准观察系统光源，所述特定观察系统的光强检测装置检测的光强相当于所述基准观察系统的光强检测装置将会检测到的光强。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基准观察系统和特定观察系统是相同的观察系统或同类观察系统中的不同观察系统。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光强检测装置是摄像机。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括下述步骤：
确定所述变换是否需要更新；
如果所述变换需要更新，则重复所述特定关系确定步骤和变换确定步骤。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，确定所述变换是否需要更新的步骤包括确定自确定变换起的时长是否大于一阈值时长。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，确定所述变换是否需要更新的步骤包括下述步骤：
对用于驱动所述特定观察系统光源的至少一个光强值，测量所述特定观察系统的光强检测装置检测的光强；
对每个至少一个光强值，确定对该光强值检测的所述测量光强与如果以该输入光强值驱动所述基准观察系统的光源，所述基准观察系统的光强检测装置将检测的相应光强之间的差；
对至少一个光强值，确定对该光强值的差是否大于一阈值差。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述特定和基准观察系统的照明系统均包含多个光源时，所述基准关系对每一光源均包括一个基准关系；该方法还包括下述步骤：
对所述特定观察系统的每个光源，确定所述特定观察系统的光强检测装置检测的光强与用于驱动所述特定观察系统该光源的光强值之间的特定关系；
根据所述基准关系和特定关系，对各光源确定变换，把用于驱动所述特定观察系统光源的输入光强值变换成经变换的光强值，从而，经变换的光强值用于驱动所述特定观察系统的光源时，所述特定观察系统的光强检测装置检测的光强相当于如果以所述输入光强值驱动所述基准观察系统该相应光源时，所述基准观察系统的光强检测装置将会检测到的光强。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述多个光源包括物台光、同轴光、环形光和可编程环形光中的至少两个。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述多个光源包括多个单一照明装置的不同彩色发光元件。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述特定观察系统的光强检测装置检测的光强与用于驱动所述特定观察系统光源的光强值之间关系的特定关系的步骤包含下述步骤：
选择所述光强检测装置的可见区的一个区域；
确定所选择区域中所述光强检测装置检测的所述光强。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述选择所述光强检测装置可见区的所述区域的步骤，包括选择所述可见区的至少一部分作为该区域，各部分具有选定的尺寸。
12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述选择所述光强检测装置可见区中的一个区域的步骤，包括选择所述可见区中含最亮光强的部分作为该区域。
13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述特定观察系统的光强检测装置检测的光强与用于驱动所述特定观察系统光源的光强值间特定关系的步骤，包括根据所述光强检测装置在其可见区的至少一部分中获取的图像的输入图像值，确定至少一个统计值作为所述特定关系。
14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述特定观察系统的光强检测装置检测的光强与用于驱动所述特定观察系统光源的光强值间特定关系的步骤，包括对确定所述特定关系的光强值范围的至少一个光强值，在所述观察系统的物台上放置一目标。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述目标是空物台、衰减器、反射或透射目标中的至少一个。
16.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述对确定所述特定关系的光强值范围的至少一个光强值，在所述观察系统的物台上放置一目标的步骤包括下述步骤：
如果所述光强检测装置检测的光强不位于预定范围中，则在所述观察系统的物台上放置不同的目标。
17.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述特定观察系统的光强检测装置检测的光强与用于驱动所述特定观察系统光源的光强值间特定关系的步骤，包括确定光强值范围中的所述特定关系。
18.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括下述步骤：
输入用于驱动所述特定观察系统光源的输入光强命令值；
根据所述变换把所述输入光强命令值变换成经变换的输入光强命令值；
用所述经变换的输入光强命令值驱动所述光源。
19.一种对含光源和光强检测装置的观察系统待成像的对象进行照明的方法，其特征在于，包括下述步骤：
输入用于驱动所述观察系统的输入光强值；
根据变换函数，把所述输入光强值变换成经变换的输入光强值；
用所述经变换的输入光强值驱动所述光源；
其中，所述变换函数把所述用于驱动所述观察系统的光源的输入光强值变换成经变换的输入光强值，从而，如果经变换的输入光强值用于驱动所述观察系统的光源且以所述输入光强值驱动所述基准观察系统光源，所述观察系统的光强检测装置检测的光强相当于所述基准观察系统的光强检测装置将会检测到的光强。
20.一种对含光源和光强检测装置的特定观察系统待成像的对象进行照明的方法，其特征在于，包括下述步骤：
输入用于驱动所述观察系统的输入光强值；
根据变换函数，把所述输入光强值变换成经变换的输入光强值；
用所述经变换的输入光强值驱动所述光源；
其中，所述变换是根据确定的基准关系，所述基准关系表示可用于驱动所述基准观察系统光源的光强和以所述光强值驱动所述基准观察系统光源时获得的、光强检测装置检测的相应光强值及可用于驱动所述特定观察系统光源的光强和以所述光强值驱动所述特定观察系统光源时获得的、光强检测装置检测的相应光强值之间的关系。
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