一种光源亮度控制系统及控制方法与流程

本发明涉及摄像技术领域，尤其涉及一种光源亮度控制系统。

背景技术：

在用摄像头拍摄物体时，目前一般会用一个补光元件(例如一个led灯)来对物体进行补光，但是由于一个补光元件在对物体进行补光时，无论怎么控制该补光元件的发光亮度，摄像头拍摄出来的物体的图像，都是物体靠近补光元件的部分较亮，而物体远离补光元件的部分比较暗，即补光元件对物体不能均匀照亮，这样会使得拍摄出来的物体的图像的亮度不够均匀。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的在于一种光源亮度控制系统及控制方法，其能够较均匀照亮物体，并能够使得拍摄出来的图像的亮度能够比较均匀。

为了实现上述目的，本发明一实施例提供了一种光源亮度控制系统，其包括摄像头、控制装置以及至少一条形光源；

所述条形光源，均包括多个排成直线的光源单体，并均用于对拍摄目标进行发光照亮；

所述摄像头，用于对所述拍摄目标进行拍摄成像，以形成与所述条形光源对应的发光亮度图像；

所述控制装置，用于在进行光源亮度调节时依次控制所述条形光源发光，并用于对所述发光亮度图像进行图像处理，以根据图像处理结果控制对应的所述条形光源的各个光源单体的发光亮度，从而使该条形光源能够均匀照亮所述拍摄目标。

本发明实施例提供的所述光源亮度控制装置，通过设置所述至少一个条形光源，并且由于每一个所述条形光源的光源单体的数量较多(一般为两个以上)，这样当将所述条形光源对准拍摄目标时，相比于单个发光元件，所述条形光源能够较均匀地照亮拍摄目标，从而使得拍摄出来的图像的亮度能够比较均匀。并且，通过所述摄像头对被所述条形光源照亮后的拍摄目标进行拍摄，以形成所述发光亮度图像，然后所述控制装置对所述发光亮度图像进行图像处理，并根据图像处理结果控制对应的所述条形光源的各个光源单体的发光亮度，从而使得所述条形光源能够更均匀地照亮所述拍摄目标，进而使得拍摄出来的图像的亮度能够更均匀。

较佳地，所述摄像头通过图像采集卡与所述控制装置连接。

较佳地，所述控制装置为计算机，所述计算机通过有线或无线的方式与所述图像采集卡连接。

较佳地，所述摄像头为线阵相机。

较佳地，所述条形光源的数量为至少两个，所述至少两个条形光源排列形成光源阵列。

本发明另一实施例提供了一种光源亮度控制方法，其包括以下步骤：

依次控制条形光源对拍摄目标进行发光照亮，并控制摄像头对所述拍摄目标进行拍摄成像，以形成与所述条形光源对应的发光亮度图像；

获取所述发光亮度图像并进行图像处理，以得到对应的灰度图像；

对所述灰度图像进行像素灰度分析，并根据像素灰度分析结果调节所述条形光源的各个光源单体的发光亮度，以使所述条形光源能够均匀照亮所述拍摄目标。

本发明实施例提供的所述光源亮度控制方法，通过依次控制条形光源对拍摄目标进行发光照亮，并控制摄像头对所述拍摄目标进行拍摄成像，以形成与所述条形光源对应的发光亮度图像；然后获取所述发光亮度图像并进行图像处理，以得到对应的灰度图像；最后，对所述灰度图像进行像素灰度分析，并根据像素灰度分析结果调节所述条形光源的各个光源单体的发光亮度，从而使得所述条形光源能够均匀照亮所述拍摄目标，进而使得拍摄出来的图像的亮度能够更均匀。

较佳地，所述步骤“对所述灰度图像进行像素灰度分析，并根据像素灰度分析结果来调节所述条形光源的各个光源单体的发光亮度，以使所述条形光源能够均匀照亮所述拍摄目标”具体为：

获取所述灰度图像中的任一列像素，对该列像素进行像素灰度分析，以得到该列像素的各个像素的灰度值；其中，该列像素的排列走向与所述条形光源的光源单体的排列走向相同；

根据该列像素的各个像素的灰度值，得到对应的灰度曲线，并根据所述灰度曲线调节所述条形光源的各个光源单体的发光亮度，以使所述条形光源能够均匀照亮所述拍摄目标。

较佳地，所述摄像头为线阵相机。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，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。

图1是本发明实施例提供的一种光源亮度控制系统的结构示意图；

图2是图1示出的条形光源的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种光源亮度控制方法的流程图；

图4是灰度曲线图。

附图标识说明：1.摄像头；2.控制装置；3.条形光源；4.图像采集卡；5.拍摄目标。

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。

请参见图1与图2，本发明一实施例提供了提供了一种光源亮度控制系统，其包括摄像头1、控制装置2以及至少一条形光源3；所述条形光源3和所述摄像头1均与所述控制装置2连接；所述条形光源3，均包括多个排成直线的光源单体，并均用于对拍摄目标5进行发光照亮；由于每一个所述条形光源3的光源单体的数量较多(一般为两个以上)，这样当将所述条形光源3对准拍摄目标5时，相比于单个发光元件，所述条形光源3能够较均匀地照亮拍摄目标5，从而使得拍摄出来的图像的亮度能够比较均匀。

为了进一步使得拍摄出来的图像的亮度更均匀，所述控制装置2用于在进行光源亮度调节时依次控制所述条形光源3发光；而所述摄像头1用于对所述拍摄目标5进行拍摄成像，以形成与所述条形光源3对应的发光亮度图像；所述控制装置2还用于对所述发光亮度图像进行图像处理，以根据图像处理结果控制对应的所述条形光源3的各个光源单体的发光亮度，从而使该条形光源3能够均匀照亮所述拍摄目标5，进而使得拍摄出来的图像的亮度能够更均匀。

需要说明的是，当所述条形光源3只有一个时，在调节光源亮度的时候，所述控制装置2只需控制所述条形光源3单独发光照亮。而当所述条形光源3的数量为至少两个时，理想地，所述至少两个条形光源3排列形成光源阵列，这样能够更加均匀地照亮拍摄目标5，并且所述控制装置2会依次控制所述条形光源3进行发光，然后依次调节所述条形光源3的发光亮度，从而完成对所述光源阵列的整个发光亮度的调节。

其中，在现有技术中，对于光源为多个且各个光源相互之间的分布不规则时，或者是光源为多个且为光源阵列时，在对各个光源的发光亮度进行调节时，往往是需要全部的光源一起发光照亮拍摄目标5，这样拍摄目标5的亮度分布情况往往会很复杂甚至是不规则的，这样在后续进行图像处理的时候以及在进行各个光源的发光亮度的调节时，就会使得调节过程变得复杂，从而会提高光源亮度调节的成本。而本发明实施例通过使用光源单体之间排布规则的条形光源3，这样单个条形光源3在照亮拍摄目标5时，拍摄目标5的亮度分布是比较规则的，从而拍摄后的图像的亮度分布也是比较规则的，这样就可以比较容易对图像的亮度进行分析，并且也更容易反映出图像中的各个部分的亮度与条形光源3的各个光源单体之间的对应关系，从而更便于对条形光源3的发光亮度进行控制。

需要指出的是，通过图像分析技术来控制多个光源的发光亮度已有很多现有技术可实现。因此，在本发明实施例中，所述控制装置2根据图像处理结果来控制所述条形光源3的各个光源单体的发光亮度的方式可以参考现有的光源控制技术，在此不做赘述。另外，本文还针对多个光源的发光亮度控制方法重新提供了区别于现有技术的技术方案，具体可参阅下文提到的“根据灰度曲线调节”的技术方案。

在本发明实施例中，较佳地，请参见图1，所述摄像头1通过图像采集卡4与所述控制装置2连接，所述图像采集卡4会将所述摄像头1拍摄到的图像传输给所述控制装置2。

优选地，所述控制装置2为计算机，所述计算机通过有线或无线的方式与所述图像采集卡4连接。当然，所述控制装置2还可以为一个设备中的处理器，而所述摄像头1及所述条形光源3均集成在所述设备中。

在上述发明实施例中，优选地，所述摄像头1为线阵相机。其中线阵相机可以获取所述拍摄目标5的条形图像，所述条形图像中只有一列像素，且该列像素的走向与所述条形光源3的光源单体的排布走向一致。通过使用所述线阵相机，这样可以使得图像的数据量减小，从而可以使得图像处理更简单。并且所述线阵相机在拍摄时，其拍摄的图像的像素走向与所述条形光源3的光源单体的排布走向一致，这样可以很好地反映出所述条形光源3的发光亮度的分布情况，从而能够在后续更好地对所述条形光源3的发光亮度进行调节。需要说明的是，所述线阵相机在对所述拍摄目标5进行拍摄成像时，理想情况下，所述条形光源3正对所述拍摄目标5，所述线阵相机的镜头对准所述拍摄目标5的中间位置。

请参见图3，本发明另一实施例提供了一种光源亮度控制方法，应用于上述任一项的光源亮度控制系统中，其包括以下步骤：

s10，依次控制条形光源3对拍摄目标5进行发光照亮，并控制摄像头1对所述拍摄目标5进行拍摄成像，以形成与所述条形光源3对应的发光亮度图像。

s11，获取所述发光亮度图像并进行图像处理，以得到与所述发光亮度图像对应的灰度图像。

s12，对所述灰度图像进行像素灰度分析，并根据像素灰度分析结果调节所述条形光源3的各个光源单体的发光亮度，以使所述条形光源3能够均匀照亮所述拍摄目标5。

其中，对所述灰度图像进行像素灰度分析的目的是为了获取拍摄到的图像的各个部分的光源亮度情况。而本发明实施例由于采用所述条形光源3，并且每次只对单个条形光源3的发光亮度形成对应的灰度图像，这样能够比较容易对拍摄到的图像的亮度进行分析，并且也更容易反映出图像中的各个部分的亮度与条形光源3的各个光源单体之间的对应关系，从而更便于对条形光源3的发光亮度进行控制。

需要说明的是，通过图像分析技术来控制多个光源的发光亮度已有很多现有技术。因此，在本发明实施例中，所述控制装置2根据图像处理结果来控制所述条形光源3的各个光源单体的发光亮度的方式可以参考现有的光源控制技术，在此不做赘述。另外，本文还针对多个光源的发光亮度控制方法重新提供了区别于现有技术的技术方案，具体可参阅下文提到的“根据灰度曲线调节”的技术方案。

在本发明实施例中，通过依次控制条形光源3对拍摄目标5进行发光照亮，并控制摄像头1对所述拍摄目标5进行拍摄成像，以形成与所述条形光源3对应的发光亮度图像；然后获取所述发光亮度图像并进行图像处理，以得到对应的灰度图像；最后，对所述灰度图像进行像素灰度分析，并根据像素灰度分析结果调节所述条形光源3的各个光源单体的发光亮度，从而使得所述条形光源3能够均匀照亮所述拍摄目标5，进而使得拍摄出来的图像的亮度能够更均匀。

在本发明实施例中，优选地，所述步骤s12具体包括步骤s120至步骤s121：

s120，获取所述灰度图像中的任一列像素，对该列像素进行像素灰度分析，以得到该列像素的各个像素的灰度值；其中，该列像素的排列走向与所述条形光源3的光源单体的排列走向相同。

由于所述条形光源3的对拍摄目标5的发光亮度是比较规则的，因此拍摄到的图像的亮度的分布也是比较规则的，并且也能够很好地反映出所述条形光源3的各个光源单体的亮度分布。这样，所述灰度图像的所述一列像素的发光亮度(具体由像素灰度来表示)也能够很好地反映出所述条形光源3的各个光源单体的亮度分布。

为了调节所述条形光源3的发光亮度，具体地，可以参考本发明实施例的其中一个举例：将该列像素按照所述条形光源3的数量均分成多个像素段，所述像素段与所述条形光源3的光源单体一一对应。而通过分析每个像素段的灰度值情况就可以得出对应的光源单体的发光亮度，最后即可根据各个光源单体的发光亮度情况来调节所述条形光源3的发光亮度。当然，也可以执行步骤s121。

s121，根据该列像素的各个像素的灰度值，得到对应的灰度曲线，并根据所述灰度曲线调节所述条形光源3的各个光源单体的发光亮度，以使所述条形光源3能够均匀照亮所述拍摄目标5。

当得到该列像素的各个像素的灰度值，得到对应的灰度曲线，请参见图4。根据所述条形光源3的光源单体的数量，并按照所述光源单体的排列顺序将所述灰度曲线均分成多个灰度值线段，其中每个灰度值线段代表对应的光源单体的发光亮度情况；然后根据灰度值线段来调节对应的光源单体的发光亮度，具体地，灰度值线段的灰度均值低的，就要将对应的光源单体的发光亮度适当调高一些；而灰度值线段的灰度均值高的，就要将对应的光源单体的发光亮度适当调低一些，从而使得所述条形光源3能够均匀照亮所述拍摄目标5。此时，若再次得到所述灰度曲线，则该灰度曲线近似为一条水平线。

在本发明实施例中，较佳地，所述摄像头1为线阵相机。

以上所揭露的仅为本发明一些较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-onlymemory，rom)或随机存储记忆体(randomaccessmemory，ram)等。