一种光机清晰度调测方法和系统与流程

1.本发明涉及光机调测领域，尤指一种光机清晰度调测方法和系统。


背景技术：

2.激光投影机的光机生产过程中要将画面清晰度调到最佳值再锁附螺丝固定。光机清晰度调试过程相当复杂，微小的差异就会造成屏幕上某个区域的清晰度失焦，造成画面模糊现象。
3.现有的光机清晰度调测方法是，由人员目视投影画面，检测画面各个区域，然后根据各个区域的画面清晰度与光机设计原理，调节相应光轴上的螺丝(又称为bore sight调整)。其问题是耗时长，不良漏失率高，人眼劳动强度高，易疲劳，作业员离职率高。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种光机清晰度调测方法和系统，用于解决现有调测手段过于依赖人力、效率低和不良漏失率高的问题。
5.本发明提供的技术方案如下：
6.一种光机清晰度调测方法，包括：采集光机投影到幕布上的图像；对所述图像进行清晰度检测，得到所述图像的清晰度数据；根据所述清晰度数据生成所述光机的调整动作提示；显示所述清晰度数据和所述调整动作提示；根据显示的调整动作提示对所述光机进行调测。
7.进一步地，所述的采集光机投影到幕布上的图像包括：将光机投影到幕布上的图像分成n个区域，每一区域对应一采集模块，n大于1；通过n个采集模块同时采集，获得n个区域图像；
8.所述的对所述图像进行清晰度检测，得到所述图像的清晰度数据，包括：分别对每个区域图像进行清晰度检测，得到每个区域图像的清晰度数据；
9.根据所述清晰度数据生成所述光机的调整动作提示，包括：根据n个区域图像的清晰度数据生成所有调节螺丝的调整动作提示。
10.进一步地，对每个区域图像进行清晰度检测包括：对所述区域图像进行预处理，所述预处理包括背景扣除操作；对预处理后的区域图像进行清晰度检测，得到所述区域图像的清晰度数据。
11.进一步地，所述的对预处理后的区域图像进行清晰度检测，得到所述区域图像的清晰度数据，包括：将预处理后的区域图像分成若干子图像，分别计算每个子图像的平均像素梯度；根据每个子图像的平均像素梯度，得到对应子图像的清晰度评分；根据所述预处理后的区域图像包含的所有子图像的清晰度评分，得到所述区域图像的清晰度评分。
12.进一步地，根据以下公式计算一图像的平均像素梯度：
[0013][0014]
其中，m为图像宽度上的像素个数，n为图像高度上的像素个数，为像素的水平方向梯度，为像素的垂直方向梯度。
[0015]
进一步地，所述调整动作提示包括旋转提示和不旋转提示；若一区域图像的清晰度为不合格，则与所述区域图像关联的调节螺丝的调整动作提示为旋转提示；若一调节螺丝对应的所有区域图像的清晰度均为合格，则所述调节螺丝的调整动作提示为不旋转提示。
[0016]
本发明还提供一种光机清晰度调测系统，包括：装载组件，用于装夹采集模块；所述采集模块，用于采集光机投影到幕布上的图像；数据分析模块，用于对所述图像进行清晰度检测，得到所述图像的清晰度数据；根据所述清晰度数据生成所述光机的调整动作提示；显示模块，用于显示所述清晰度数据和所述调整动作提示，以供操作人员根据显示的调整动作提示对所述光机进行调测。
[0017]
进一步地，所述装载组件采用经发黑处理的铝型材制作。
[0018]
进一步地，包括n个采集模块，n大于1；光机投影到幕布上的图像被分成n个区域，所述n个采集模块用于分别同时采集与之对应区域的图像，获得n个区域图像；
[0019]
所述数据分析模块，还用于分别对每个区域图像进行清晰度检测，得到每个区域图像的清晰度数据；根据n个区域图像的清晰度数据生成所有调节螺丝的调整动作提示。
[0020]
进一步地，所述数据分析模块，还用于对所述区域图像进行预处理，所述预处理包括背景扣除操作；对预处理后的区域图像进行清晰度检测，得到所述区域图像的清晰度数据。
[0021]
通过本发明提供的一种光机清晰度调测方法和系统，至少能够带来以下有益效果：通过采用工业相机动态采集投影画面，电脑软件分析画面清晰度，并以图文形式告知作业员应如何操作，提高了光机清晰度的调测效率，降低了对人力的要求和产品的漏检率。
附图说明
[0022]
下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种光机清晰度调测方法和系统的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
[0023]
图1是本发明的一种光机清晰度调测方法的一个实施例的流程图；
[0024]
图2是本发明的一种光机清晰度调测方法的另一个实施例的流程图；
[0025]
图3是本发明的一种光机清晰度调测系统的一个实施例的结构示意图；
[0026]
图4是图2中分成多个区域的一个实施例的示意图；
[0027]
图5是图2中调整动作提示的一个实施例的示意图。
[0028]
附图标号说明：
[0029]
100.装载组件，200.采集模块，300.数据分析模块，310.图像清晰度检测单元，
320.调整动作生成单元，400.显示模块。
具体实施方式
[0030]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
[0031]
为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘制了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
[0032]
本发明的一个实施例，如图1所示，一种光机清晰度调测方法，包括：
[0033]
步骤s100采集光机投影到幕布上的图像。
[0034]
具体地，光机投影的测试画面为黑白画面，比如常见的文字画面。黑白画面是指仅由黑白像素组成的画面。采用黑白画面可以降低环境亮度对清晰度测试的影响。
[0035]
可以采用高分辨率的相机进行采集，比如500万相素、采像速度30帧/秒的工业相机。
[0036]
步骤s200对该图像进行清晰度检测，得到该图像的清晰度数据。
[0037]
首先对采集得到的图像进行预处理，预处理包括背景扣除操作。背景扣除操作是将区域图像与预先存储的对应区域的背景图像相减。背景图像是指光机投影前的幕布图像，也就是没有投影时幕布上的图像，它对于投影后的幕布图像相当于一种噪声。通过背景扣除操作可以避免因初始背景不同引起的图像亮度不均衡。
[0038]
再对预处理后的图像进行清晰度检测，得到该图像的清晰度数据。图像的清晰度数据包括图像中不同位置区域的清晰度数据。
[0039]
一种实施方式可以为，将预处理后的图像分为若干子图像，计算每个子图像的平均像素梯度；根据每个子图像的平均像素梯度，得到对应子图像的清晰度评分；将所有子图像的清晰度评分的集合作为整个图像的清晰度数据。比如，将图像4等分，分别得到左上、左下、右上、右下4个子图像，计算4个子图像的平均像素梯度和清晰度评分，从而得到整个图像的清晰度数据。图像的分割数目取决于实际需要。
[0040]
可根据以下公式计算一任意大小的图像的平均像素梯度：
[0041][0042]
其中，m为图像宽度上的像素个数，n为图像高度上的像素个数，为像素的灰度值在水平方向的梯度，为像素的灰度值在垂直方向的梯度。
[0043]
平均梯度可敏感地反映图像对微小细节反差表达的能力，可用来评价图像的模糊
程度，在图像中，某一方向的灰度值的变化率大，它的梯度也就大。因此，平均梯度值越大，说明相邻像素之间的灰度差异越大，画面越清晰；可以用平均梯度值来衡量图像的清晰度，图像的清晰度又反映了光机的清晰度。
[0044]
步骤s300根据该图像的清晰度数据生成光机的调整动作提示。
[0045]
光机的清晰度调测通常对应几个调节螺丝的调整，某个调节螺丝的调整影响图像中某些像素的清晰度。依据光机的光轴结构可以得到调节螺丝与受影响的像素位置之间的对应关系。所以可根据图像中不同位置区域的清晰度数据生成所有调节螺丝的调整动作提示。
[0046]
一种实施方式，调整动作提示仅包括待调整的调节螺丝的编号。
[0047]
另一种实施方式，针对每个调节螺丝都给出对应的调整动作提示，调整动作提示包括旋转提示和不旋转提示。旋转提示表示调节螺丝需要调整，不旋转提示表示调节螺丝不需要调整。
[0048]
上述两种方式，针对待调整的调节螺丝，还可以进一步给出调整方向。
[0049]
若受调节螺丝影响的位置区域的图像的清晰度为不合格，则该调节螺丝需要调整，否则不需要调整。
[0050]
步骤s400显示清晰度数据和调整动作提示。
[0051]
可按照预设方式显示图像的清晰度数据和光机的调整动作提示。可文字显示，也可通过图形和/或颜色来显示图像的清晰度数据和光机的调整动作提示。
[0052]
步骤s500根据显示的调整动作提示对光机进行调测。
[0053]
具体地，根据显示的调整动作提示对对应的调节螺丝进行调整，可根据显示的对应位置区域图像的清晰度数据与合格标准/良好标准之间的差距来估计调整幅度，每次调整后，重新观察显示器上清晰度数据和调整动作提示的变化。重复上述过程，直至整个图像的清晰度合格。
[0054]
本实施例，通过动态采集光机投影到幕布上的图像、分析该图像的清晰度，得到光机的清晰度，相对人眼观察，提高了光机清晰度的检测正确率，保证了检测标准的一致性，降低了产品的漏检率；通过根据产品的光学原理将图像的清晰度转化为光机的调整动作提示，并以图文形式告知作业员应如何操作，降低了对人力的要求，提高了光机清晰度的调测效率。
[0055]
本发明的另一个实施例，如图2所示，一种光机清晰度调测方法，包括：
[0056]
步骤s110将光机投影到幕布上的图像分成n个区域，每一区域对应一采集模块。
[0057]
步骤s120通过n个采集模块同时采集，获得n个区域图像。
[0058]
具体地，光机投影的测试画面为黑白画面。黑白画面是指仅由黑白像素组成的画面。采用黑白画面可以降低环境亮度对清晰度测试的影响。
[0059]
采集模块可以为高分辨率的工业相机。
[0060]
有的场景，光机投影到幕布上的图像尺寸很大，比如100寸，用单个相机无法完全覆盖，或视野覆盖不太理想，导致采集的图像边缘模糊。为了解决此问题，将幕布上的图像分成n个区域(n>1)，通常是n等分，每一区域对应一相机，这样每个区域都在相机较好的视野内，采集到的区域图像不会因相机引入图像边缘模糊。
[0061]
n大于1，可以为2、4或更多，主要取决于幕布尺寸与预设距离内相机的视野。如图4
所示，n＝4，将幕布上的图像等分成4个区域，每个区域的图像由一个相机对应采集，4个相机同时采集，获得4个区域图像。
[0062]
每个相机独立采集，且多个相机的采集同时进行，相机之间的采集没有延时。
[0063]
步骤s210分别对每个区域图像进行清晰度检测，得到每个区域图像的清晰度数据。
[0064]
可按以下步骤对每个区域图像进行清晰度检测：
[0065]
步骤s211对区域图像进行预处理，预处理包括背景扣除操作。
[0066]
背景扣除操作是将区域图像与预先存储的对应区域的背景图像相减。背景图像是指光机投影前的幕布图像，它对于投影后的幕布图像相当于一种噪声。通过背景扣除操作可以避免因初始背景不同引起的图像亮度不均衡。
[0067]
步骤s212将预处理后的区域图像分成若干子图像，分别计算每个子图像的平均像素梯度。
[0068]
步骤s213根据每个子图像的平均像素梯度，得到对应子图像的清晰度评分。
[0069]
步骤s214根据区域图像包含的所有子图像的清晰度评分，得到区域图像的清晰度评分。
[0070]
为了防止区域过大造成数据失真，比如，a区平均梯度为2.0(good)，但a区某个角度的清晰度只有0.8(不合格ng)，进一步将区域图像细分为若干子图像，比如，按照九宫格进行图像分割，计算每个小宫格的平均像素梯度和清晰度评分。对9个小宫格的清晰度评分进行综合评估，以判断区域图像的整体清晰状况。
[0071]
由于通常是中间部分的清晰度高、边缘部分模糊，在综合评估时，可采用加权平均策略，边缘的小宫格的权重高于非边缘的，边缘的小宫格中4个角的小宫格的权重又可以高于其他小宫格。另一种更为严苛的方式，可采用9个小宫格的清晰度评分的最小值作为区域图像的清晰度评分。
[0072]
步骤s310根据n个区域图像的清晰度数据生成所有调节螺丝的调整动作提示。
[0073]
光机的清晰度调测通常对应几个调节螺丝的调整，某个调节螺丝的调整影响某个或某些区域图像的清晰度。依据光机的光轴结构可以得到区域图像的清晰度与调节螺丝之间的对应关系。
[0074]
调整动作提示包括旋转提示和不旋转提示。若一区域图像的清晰度为不合格，则与该区域图像关联的调节螺丝需要调整，所以其调整动作提示为旋转提示；若一调节螺丝对应的所有区域图像的清晰度均为合格，则该调节螺丝不需要调整，所以其调整动作提示为不旋转提示。
[0075]
比如，有4个区域图像(如图5所示)，对应3个调节螺丝，假设有如下调试方式：当画面左上或右上模糊时，需要调节3号螺丝；当画面左下模糊时，需要调节2号螺丝；当画面右下模糊时，需要调节1号螺丝。所以，当检测到左上或右上区域图像的清晰度不合格时，3号螺丝的调整动作提示为旋转提示；当检测到左下区域图像的清晰度不合格时，2号螺丝的调整动作提示为旋转提示；当检测到右下区域图像的清晰度不合格时，1号螺丝的调整动作提示为旋转提示。
[0076]
旋转提示可进一步分为左旋提示和右旋提示，以便更好的指导操作人员操作。
[0077]
步骤s400按照预设方式显示每个区域图像的清晰度数据和每个调节螺丝的调整
动作提示。
[0078]
区域图像的清晰度数据可包括当前区域图像的清晰度值，调测过程中出现的最大清晰度值、当前清晰度评分或评级，以及当前清晰度是否合格等。
[0079]
可通过图形和/或颜色来显示清晰度数据和调整动作提示。
[0080]
比如，每个区域图像的清晰度数据用柱状图表形式显示，并根据演算结果进行颜色管理：
[0081]
当清晰度低于合格下限时，显示红色报警；当清晰度在合格～良好good之间时，显示黄色,表示可以通过，但不是a级(优秀)状态；当清晰度超过good设置之标准时，显示绿色及笑脸图示，表示已为a级状态。
[0082]
如图5所示，假设3个调节螺丝，每个调节螺丝的调整动作提示为旋转提示，表示需要该调节螺丝需要调整。
[0083]
步骤s500判断是否存在一个调节螺丝的调整动作提示为旋转提示。
[0084]
步骤s600当存在至少一个调节螺丝的调整动作提示为旋转提示时，则根据旋转提示调整调节螺丝，跳转到步骤s120，重复上述过程，直至所有调节螺丝的调整动作提示均为不旋转提示，则调测结束。
[0085]
具体地，根据显示的调整动作提示对对应的调节螺丝进行调整，可根据显示的对应区域图像的清晰度数据与合格标准/良好标准之间的差距来估计调整幅度，每次调整后，重新观察显示器上清晰度数据和调整动作提示的变化。重复上述过程，直至所有区域图像的清晰度都合格。
[0086]
本实施例，通过多个采集模块分别同时采集不同区域的图像、分析每个区域图像的清晰度，可以支持大尺寸投影图像的清晰度的检测，保证了光机清晰度的检测正确率；通过根据产品的光学原理将图像的清晰度转化为光机中每个调节螺丝的调整动作提示，并以图文形式告知作业员，大幅降低了对人力的要求，提高了光机清晰度的调测效率。
[0087]
本发明的一个实施例，如图3所示，一种光机清晰度调测系统，包括：
[0088]
装载组件100，用于装夹采集模块200。
[0089]
装载组件可采用经发黑处理的铝型材制作。发黑处理可防止白色铝材反射杂光，影响光机清晰度的检测。
[0090]
采集模块200，用于采集光机投影到幕布上的图像。
[0091]
具体地，光机投影的测试画面为黑白画面，比如常见的文字画面。黑白画面是指仅由黑白像素组成的画面。采用黑白画面可以降低环境亮度对清晰度测试的影响。
[0092]
可以采用高分辨率的相机进行采集，比如500万相素、采像速度30帧/秒的工业相机。
[0093]
数据分析模块300，用于对图像进行清晰度检测，得到图像的清晰度数据；根据图像的清晰度数据生成光机的调整动作提示。
[0094]
数据分析模块300包括图像清晰度检测单元310。
[0095]
图像清晰度检测单元310首先对采集得到的图像进行预处理，预处理包括背景扣除操作。背景扣除操作是将区域图像与预先存储的对应区域的背景图像相减。背景图像是指光机投影前的幕布图像，也就是没有投影时幕布上的图像，它对于投影后的幕布图像相当于一种噪声。通过背景扣除操作可以避免因初始背景不同引起的图像亮度不均衡。再对
预处理后的图像进行清晰度检测，得到该图像的清晰度数据。图像的清晰度数据包括图像中不同位置区域的清晰度数据。
[0096]
一种实施方式可以为，将预处理后的图像分为若干子图像，计算每个子图像的平均像素梯度；根据每个子图像的平均像素梯度，得到对应子图像的清晰度评分；将所有子图像的清晰度评分的集合作为整个图像的清晰度数据。图像的分割数目取决于实际需要。
[0097]
可根据以下公式计算一任意大小的图像的平均像素梯度：
[0098][0099]
其中，m为图像宽度上的像素个数，n为图像高度上的像素个数，为像素的灰度值在水平方向的梯度，为像素的灰度值在垂直方向的梯度。
[0100]
可以用平均梯度值来衡量图像的清晰度，图像的清晰度又反映了光机的清晰度。
[0101]
数据分析模块300还包括调整动作生成单元320。
[0102]
光机的清晰度调测通常对应几个调节螺丝的调整，依据光机的光轴结构可以得到调节螺丝与受影响的像素位置之间的对应关系。
[0103]
调整动作生成单元320，用于根据图像中不同位置区域的清晰度数据生成所有调节螺丝的调整动作提示。
[0104]
一种实施方式，调整动作提示仅包括待调整的调节螺丝的编号。
[0105]
另一种实施方式，针对每个调节螺丝都给出对应的调整动作提示，调整动作提示包括旋转提示和不旋转提示。旋转提示表示调节螺丝需要调整，不旋转提示表示调节螺丝不需要调整。
[0106]
上述两种方式，针对待调整的调节螺丝，还可以进一步给出调整方向。
[0107]
若受调节螺丝影响的位置区域的图像的清晰度为不合格，则该调节螺丝需要调整，否则不需要调整。
[0108]
显示模块400，用于显示图像的清晰度数据和光机的调整动作提示，以供操作人员根据显示的调整动作提示对光机进行调测。
[0109]
数据分析模块300和显示模块400可以合为一个物理设备，比如工业计算机；也可以为两个独立的设备，比如处理单板和显示器。
[0110]
可按照预设方式显示图像的清晰度数据和光机的调整动作提示。可文字显示，也可通过图形和/或颜色来显示图像的清晰度数据和光机的调整动作提示。
[0111]
操作人员根据显示的调整动作提示对对应的调节螺丝进行调整，可根据显示的对应位置区域图像的清晰度数据与合格标准/良好标准之间的差距来估计调整幅度，每次调整后，重新观察显示器上清晰度数据和调整动作提示的变化。重复上述过程，直至整个图像的清晰度合格。
[0112]
本实施例，通过动态采集光机投影到幕布上的图像、分析该图像的清晰度，得到光机的清晰度，相对人眼观察，提高了光机清晰度的检测正确率，保证了检测标准的一致性，
降低了产品的漏检率；通过根据产品的光学原理将图像的清晰度转化为光机的调整动作提示，并以图文形式告知作业员应如何操作，降低了对人力的要求，提高了光机清晰度的调测效率。
[0113]
本发明的一个实施例，如图3所示，一种光机清晰度调测系统，包括：
[0114]
装载组件100，用于装夹采集模块200。
[0115]
n个采集模块200，n大于1。光机投影到幕布上的图像被分成n个区域，采集模块200用于分别同时采集与之对应区域的图像，获得n个区域图像。
[0116]
采集模块可以为高分辨率的工业相机。
[0117]
有的场景，光机投影到幕布上的图像尺寸很大，比如100寸，用单个相机无法完全覆盖，或视野覆盖不太理想，导致采集的图像边缘模糊。为了解决此问题，将幕布上的图像分成n个区域(n>1)，通常是n等分，每一区域对应一相机，这样每个区域都在相机较好的视野内，采集到的区域图像不会因相机引入图像边缘模糊。
[0118]
数据分析模块300，用于分别对每个区域图像进行清晰度检测，得到每个区域图像的清晰度数据；根据n个区域图像的清晰度数据生成所有调节螺丝的调整动作提示。
[0119]
数据分析模块300包括图像清晰度检测单元310。
[0120]
图像清晰度检测单元310，用于对每个区域图像进行预处理，预处理包括背景扣除操作；对预处理后的区域图像进行清晰度检测，得到该区域图像的清晰度数据。
[0121]
图像清晰度检测单元310，还用于将预处理后的区域图像分成若干子图像，分别计算每个子图像的平均像素梯度；根据每个子图像的平均像素梯度，得到对应子图像的清晰度评分；根据区域图像包含的所有子图像的清晰度评分，得到区域图像的清晰度评分。
[0122]
数据分析模块300还包括调整动作生成单元320。调整动作生成单元320，用于根据n个区域图像的清晰度数据生成所有调节螺丝的调整动作提示。
[0123]
光机的清晰度调测通常对应几个调节螺丝的调整，某个调节螺丝的调整影响某个或某些区域图像的清晰度。依据光机的光轴结构可以得到区域图像的清晰度与调节螺丝之间的对应关系。
[0124]
调整动作提示包括旋转提示和不旋转提示。若一区域图像的清晰度为不合格，则与该区域图像关联的调节螺丝需要调整，所以其调整动作提示为旋转提示；若一调节螺丝对应的所有区域图像的清晰度均为合格，则该调节螺丝不需要调整，所以其调整动作提示为不旋转提示。
[0125]
旋转提示可进一步分为左旋提示和右旋提示，以便更好的指导操作人员操作。
[0126]
显示模块400，用于按照预设方式显示每个区域图像的清晰度数据和每个调节螺丝的调整动作提示，以供操作人员根据显示的调整动作提示对光机进行调测。
[0127]
操作人员根据显示的调整动作提示对对应的调节螺丝进行调整，可根据显示的对应区域图像的清晰度数据与合格标准/良好标准之间的差距来估计调整幅度，每次调整后，重新观察显示器上清晰度数据和调整动作提示的变化。重复上述过程，直至所有区域图像的清晰度都合格。
[0128]
本实施例，通过多个采集模块分别同时采集不同区域的图像、分析每个区域图像的清晰度，可以支持大尺寸投影图像的清晰度的检测，保证了光机清晰度的检测正确率；通过根据产品的光学原理将图像的清晰度转化为光机中每个调节螺丝的调整动作提示，并以
图文形式告知作业员，大幅降低了对人力的要求，提高了光机清晰度的调测效率。
[0129]
需要说明的是，本发明提供的光机清晰度调测系统的实施例与前述提供的光机清晰度调测方法的实施例均基于同一发明构思，能够取得相同的技术效果。因而，光机清晰度调测系统的实施例的其它具体内容可以参照前述光机清晰度调测方法的实施例内容的记载。
[0130]
应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。