CN101610623B - 轮廓光调节方法及其计算机系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种轮廓光调节方法，包括：将轮廓光调节到一个初始等级；获取该初始等级下需调节轮廓光的区域的影像，并对该影像进行平均值过滤和二值化处理；设置轮廓光调节过程中所涉及到的变量；根据上述变量计算所述影像的最佳轮廓光对应的等级；及根据所计算出的等级自动调节轮廓光。本发明还提供一种轮廓光调节的计算机系统。利用本发明可提高影像测量的重复性与精度。

Description

轮廓光调节方法及其计算机系统

技术领域

本发明涉及一种光源调节方法及其计算机系统，尤其涉及一种轮廓光调节方法及其计算机系统。

背景技术

影像量测是目前精密量测领域中最广泛使用的量测方法，该方法不仅精度高，而且量测速度快。影像量测主要用于零件或者部件的尺寸误差和形位误差的测量，对保证产品质量起着重要的作用。

传统的影像量测方法是采用工业光学镜头搭配高分辨率的电荷耦合装置(ChargedCoupled Device，CCD)，通过影像撷取卡取得待测工件或者部件的影像，该量测方法对工件或者部件的很多精密量测都达到了很高的精度。

但是在以前的影像量测过程中，由于影像测量机台上发光装置所发出的影像光源会有差异，例如，强度、亮度等都会不同，即使是相同种类的发光装置(如：同一种规格的光源装置)发出的影像光源也会不同，在对CCD影像进行处理时，就会对获取的影像清晰度产生很大的偏差，从而导致不同的机台对相同的工件进行影像测量时的重复性差，从而导致精度不高。

在现有技术中，光源尤其是轮廓光的调节是通过测量人员手动完成的，光源的强度受到个人主观意识影响大，容易造成测量结果的误差大，同时，手动调节需要测量人员将注意力高度集中在工件的影像与影像量测机台的光源调节器上，有一定的劳动强度。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种轮廓光调节方法，可提高影像测量的重复性与精度，减轻测量人员的劳动强度。

还有必要提供一种轮廓光调节的计算机，可提高影像测量的重复性与精度，减轻测量人员的劳动强度。

一种轮廓光调节方法，该方法包括：将轮廓光调节到一个初始等级；获取该初始等级下需调节轮廓光的区域的影像，并对该影像进行平均值过滤和二值化处理；设置轮廓光调节过程中所涉及到的变量；根据上述变量计算所述影像的最佳轮廓光对应的等级；及根据所计算出的等级自动调节轮廓光。

一种调节轮廓光的计算机系统，该计算机系统包括影像处理单元、计算单元和轮廓光调节单元。其中，影像处理单元用于将影像量测机台的轮廓光调节到一个初始等级，并对需调节轮廓光的区域的影像进行平均值过滤和二值化处理。计算单元用于设置轮廓光调节过程中所涉及到的变量，并根据所述变量计算出所述影像对应的最佳轮廓光的等级。轮廓光调节单元用于根据计算单元所计算出的等级自动调节轮廓光。

相较于现有技术，所述轮廓光调节方法及其计算机系统，通过分析轮廓光与工件影像的关系，计算出最佳轮廓光对应的等级，以自动调节轮廓光，提高影像测量的重复性与精度，减轻测量人员的劳动强度。

附图说明

图1是本发明轮廓光调节的计算机系统较佳实施例的运行环境图。

图2是本发明不同轮廓光下影像的灰度值变化曲线图。

图3是本发明轮廓光调节的计算机系统的功能单元图。

图4是本发明轮廓光调节方法较佳实施例的作业流程图。

图5是本发明利用迭代逼近法计算最佳轮廓光对应的等级的具体作业流程图。

具体实施方式

参阅图1所示，是本发明轮廓光调节的计算机系统较佳实施例的运行环境图。该运行环境图包括影像量测机台1、被影像量测机台1量测的工件2及计算机3。所述影像量测机台1可以是型号为“VMS”系列的影像量测仪，其包括光源调节器10和电荷耦合装置12。该电荷耦合装置12用于对工件2进行成像，而光源调节器10用于调节所述成像时影像量测机台1所发出的轮廓光的亮度。计算机3内存储一个轮廓光调节系统30用于控制光源调节器10，以进行自动轮廓光调节。

在本实施例中，光源调节器10利用“0~100”个等级来调节轮廓光的强弱，根据工件2的颜色及工件2所放置的背景颜色，每个等级对应一个轮廓光的亮度。也就是说，不同工件2或相同工件2放置在不同背景中，同一个等级所示意的轮廓光的亮度可能会不同。

另外，本实施例中的亮度可利用影像的灰度值来示意。众所周知，影像的灰度值范围为0~255。当光源调节器10被调整到0等级时，工件2的影像必定为黑色，即影像的灰度值为0，轮廓光的亮度低；而当光源调节器10被调整到100等级时，工件2的影像为白色，即影像的灰度值为255，轮廓光的亮度高。如图2所示，是本发明不同轮廓光下影像的灰度值变化曲线图。

参阅图3所示，是本发明轮廓光调节系统30的功能单元图。该轮廓光调节系统30为计算机程序，按照功能可划分为影像处理单元300、计算单元302和轮廓光调节单元304，其功能可通过图4所述的流程图进行具体描述：

如图4所示，是本发明轮廓光调节方法较佳实施例的作业流程图。

步骤S1，电荷耦合装置12对工件2进行成像，用户在该工件2的影像中选定需调节工件2的轮廓光的区域，该区域通常为边界区域。

步骤S3，用户通过手动调节光源调节器10，使得影像量测机台1的轮廓光被调整到一个初始等级。在本实施例中，该初始等级不可能太低或太高，于该初始等级下的影像一定为用户可识别的影像，例如，其不可能为“0等级”或“100等级”，本较佳实施例中的初始等级为“10等级”。

步骤S5，影像处理单元300获取初始等级下所选定区域的影像，并对该影像进行平均值过滤和二值化处理，以减少或消除影像噪声的影响，改善影像的质量，使得工件2的影像能够感应轮廓光，也就是说，处理后的影像的灰度值可随着轮廓光的强弱而改变。其中，所述二值化处理是指将一幅多个灰度级的影像转化为只有两个灰度级的影像，以便于特征的突出以及图形的识别，处理后的影像为黑白色，即灰度值为0和255。

步骤S7，计算单元302设置轮廓光调节过程中所涉及到的变量，该变量包括最佳轮廓光对应的等级Vp的上临近等级Vm、下临近等级Vn及当前等级Vc。

步骤S9，计算单元302根据上述变量利用迭代逼近法计算出所述处理后的影像的最佳轮廓光所对应的等级Vp。

步骤S11，轮廓光调节单元304根据计算单元302所计算出的等级Vp自动调节轮廓光。

参阅图5，是步骤S9中的利用迭代逼近法计算等级Vp的具体作业流程图。

步骤S900，计算单元302初始化轮廓光调节过程中所涉及到的各变量，即计算单元302设置所述上临近等级Vm＝100，下临近等级Vn＝1。

步骤S902，将轮廓光的当前等级Vc调节至Vc＝(Vm+Vn)/2，获取该当前等级Vc下的影像，并计算影像的灰度值Gc。具体而言，计算单元302获取影像中每个像素的灰度，将所有像素的灰度相加，然后除以像素的总个数所得到的值就是影像的灰度值Gc。在影像的数字化处理过程中，影像数据是未压缩的，其通过连续的内存区域进行保存，通常，影像中每个像素的灰度值可通过指针进行存取，例如，若宽为W，高为H的8位灰度影像的影像数据的第一个像素地址为pixel，则第(i，j)个像素的灰度值可以通过“pixel[j*W+i]”或“*(pixel+j*W+i)”进行读取。

步骤S904，判断灰度值Gc是否小于所述最佳轮廓光下影像的灰度值Gp。该灰度值Gp可取0~255的中间值。在本较佳实施例中，Gp取125。

若Gc＝Gp，则直接进入步骤S912；若Gc＜Gp，于步骤S906，计算单元302则以当前等级Vc为下临近等级，即使得Vn＝Vc，然后进入步骤S910。

反之，若Gc＞Gp，于步骤S908，计算单元302则以当前等级Vc为上临近等级，即使得Vm＝Vc，然后进入步骤S910。

步骤S910，计算单元302比较当前的上临近等级Vm与当前的下临近等级Vn之差(Vm-Vn)是否小于一个最佳预定值V0。本较佳实施例中，该最佳预定值V0等于2。

若(Vm-Vn)＜V0，则于步骤S912，表明上述计算与调节后的等级为最佳轮廓光所对应的等级Vp。

反之，若Vm-Vn＞＝V0，则返回步骤(b)，以当前的上临近等级Vm与当前的下临近等级Vn为计算条件调用迭代逼近公式Vc＝(Vm+Vn)/2重新进行计算与调节。例如，若步骤S902中计算出的灰度值为Gc1，则计算单元302还需通过当前的上临近等级Vm与当前的下临近等级Vn计算出Vc2，然后获取等级为Vc2的影像的灰度值Gc2，如图2所示，重复执行步骤S904至步骤S912，直到计算与调节出最佳轮廓光所对应的等级Vp为止。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种轮廓光调节方法，其特征在于，该方法包括：

将轮廓光调节到一个初始等级；

获取该初始等级下需调节轮廓光的区域的影像，并对该影像进行平均值过滤和二值化处理；

设置轮廓光调节过程中所涉及到的变量，该变量包括最佳轮廓光对应的等级的上临近等级Vm和下临近等级Vn，及当前轮廓光的等级Vc；

根据上述变量利用迭代逼近法计算所述影像的最佳轮廓光对应的等级，该迭代逼近法的计算公式为Vc=(Vm+Vn)/2；及

根据所计算出的等级自动调节轮廓光。

2.如权利要求1所述的轮廓光调节方法，其特征在于，所述最佳轮廓光下影像的灰度值Gp可取0～255的中间值。

3.如权利要求2所述的轮廓光调节方法，其特征在于，所述轮廓光的等级包括0～100个等级，其中，所述初始等级介于0～100个等级之间。

4.如权利要求2所述的轮廓光调节方法，其特征在于，所述步骤根据变量利用迭代逼近法计算出所述影像的最佳轮廓光对应的等级包括以下步骤：

（a）初始化所述最佳轮廓光对应的等级的上临近等级Vm和下临近等级Vn，即使得该上临近等级Vm=100，下临近等级Vn=1；

（b）将轮廓光的等级调节至Vc=(Vm+Vn)/2；

（c）获取该等级Vc下的影像及该影像的灰度值Gc；

（d）判断该灰度值Gc是否小于所述最佳轮廓光下的影像的灰度值Gp；

（e）若Gc<Gp，则以所述等级Vc为下临近等级，即使得Vn=Vc，若Gc>Gp，则以所述等级Vc为上临近等级，即使得Vm=Vc；

（f）比较当前的上临近等级Vm与下临近等级Vn之差（Vm-Vn）是否小于一个最佳预定值V0；及

（g）若Vm-Vn<V0，则表明上述计算与调节后的等级为最佳轮廓光所对应的等级；及

（h）若Vm-Vn>=V0，则返回步骤（b）。

5.如权利要求4所述的轮廓光调节方法，其特征在于，所述步骤（d）还包括步骤：若Gc=Gp，则进入步骤（g）。

6.如权利要求4所述的轮廓光调节方法，其特征在于，所述最佳预定值等于2。

7.一种轮廓光调节的计算机系统，其特征在于，该计算机系统包括：

影像处理单元，用于将影像量测机台的轮廓光调节到一个初始等级，并对需调节轮廓光的区域的影像进行平均值过滤和二值化处理；

计算单元，用于设置轮廓光调节过程中所涉及到的变量，并根据所述变量利用迭代逼近法计算出所述影像对应的最佳轮廓光的等级，该变量包括最佳轮廓光对应的等级的上临近等级Vm和下临近等级Vn，及当前轮廓光的等级Vc，所述迭代逼近法的计算公式为Vc=(Vm+Vn)/2；及

轮廓光调节单元，用于根据计算单元所计算出的等级自动调节轮廓光。

8.如权利要求7所述的计算机系统，其特征在于，所述最佳轮廓光下影像的灰度值可取0～255的中间值，所述轮廓光的等级包括0～100个等级，其中，所述初始等级介于0～100个等级之间。

9.如权利要求7所述的计算机系统，其特征在于，所述变量包括最佳轮廓光对应的等级的上临近等级Vm和下临近等级Vn。

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