【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于測量領域，特別涉及一種通過動態反饋實現幀內高動態范圍成像的機器視覺測量系統與傳感器芯片模擬參數調整方法。
技術介紹
1、高動態范圍成像（high?dynamic?range?imaging，簡稱hdr）是指在計算機圖形學與電影攝影術中用來實現比普通數字圖像技術更大曝光動態范圍（即更大的明暗差別）的一組技術。在工業機器視覺領域方面，hdr多用于解決明暗差異較大或者存在多重反射帶來的成像干擾等場景中。
2、目前已知的方法有幀間對比方法和單幀高動態范圍成像方法。其中幀間對比方法指采集兩幀或多幀不同的圖像進行對比，再結合算法設計進行判定選擇。該方法包含不同的曝光時間與不同的增益配置兩種形式，該方法需要多幀的運行時間，且由于被測物在運行過程中，幀與幀之間采樣的圖像已經可能不是針對被測物體的同一個位置，如此會引入幀間干擾。而單幀高動態范圍成像方法通過單幀即可實現，主要通過曝光時長的不同，產生非線性的量化方法。該方法通過曝光時長而非實際光學響應的方式，對于應當進行差異化數據處理的地方在實際運行中因為非線性轉換節點而沒有實施，其實際效果受限，對于被測物不同感光強度的區別無法做出反應，雖然實現了單幀高動態范圍成像，但其真實幀率也僅為非高動態范圍成像工作模式的一半左右，對幀率的影響與幀間對比方法相當。
3、以上方法均對于機器視覺領域應用的高幀率采樣需求有顯著影響，其會導致幀率接近減半，因此無法適用于機器視覺領域。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種機器
2、為實現上述目的，實施本專利技術的一種機器視覺測量系統，包括圖像傳感器芯片及控制處理器配合使用，所述圖像傳感器芯片包括光電傳感器陣列、采樣讀出電路、運算放大器、模數轉換器、陣列曝光控制器、系統控制生成器及通信接口配置模塊，所述控制處理器包括通信接口配置模塊、主控制系統、數據輸出系統及數據處理系統，其特征在于所述控制處理器還包括一高動態范圍成像系統模塊，所述高動態范圍成像系統模塊包括：
3、數據接收模塊，用以根據行數據的個數同步行起點與終點；
4、數據特征值分析模塊，用以對串行數據進行特征值提取；
5、參數裁決反饋模塊，判斷所提取的上述特征值是否位于預先設置的最優工作區域，如是則保持圖像傳感器芯片的模擬參數不變；如位于最優區域上方，則將特征值沿下降趨勢調節圖像傳感器芯片的模擬參數，反之則將特征值沿上升趨勢調節圖像傳感器芯片的模擬參數；
6、同步系統控制生成器模塊，用以跟蹤圖像傳感器芯片的控制工作時序并啟動數據輸入檢測窗口；
7、同步模擬參數輸出模塊，根據同步系統控制生成器模塊的信號，更新圖像傳感器芯片的模擬參數。
8、依據上述主要特征，所述特征值為像素最大值、均值或對比度之一。
9、依據上述主要特征，所述模擬參數包括增益參數與量化參數。
10、為實現上述目的，本專利技術提供一種利用上述的機器視覺測量系統調整圖像傳感器芯片的模擬參數的方法，所述方法包括如下步驟：
11、獲取裁決區間參數，設定像素特征的最優工作區間；
12、系統工作啟動后，同步系統控制生成器模塊跟蹤圖像傳感器芯片的控制工作時序并啟動數據輸入檢測窗口；
13、數據接收模塊根據行數據的個數同步行起點和終點；
14、數據特征值分析模塊對串行數據進行特征值提取；
15、參數裁決反饋模塊判斷所提取的上述特征值是否位于設置好的最優工作區間，如是則保持模擬參數不變；如位于最優區域上方，則將特征值沿下降趨勢調節圖像傳感器芯片的模擬參數，反之則將特征值沿上升趨勢調節圖像傳感器芯片的模擬參數；
16、同步模擬參數輸出模塊根據同步系統控制信號，更新圖像傳感器芯片的模擬參數。
17、依據上述主要特征，所述特征值為像素最大值、均值或對比度之一。
18、依據上述主要特征，所述模擬參數為增益參數和量化參數。
19、依據上述主要特征，所述將特征值沿上升趨勢調節圖像傳感器芯片的模擬參數為調大增益參數和調小量化參數，而將特征值沿下降趨勢調節圖像傳感器芯片的模擬參數為調小增益參數和調大量化參數。
20、依據上述主要特征，所述模擬參數為增益參數和量化參數，調節圖像傳感器芯片的模擬參數的方法包括如下步驟：
21、根據增益參數與量化電壓可能的取值建立等效增益取值表，其中等效增益為增益參數與量化電壓的比值；
22、取得當前行的特征值v0及等效增益k0；
23、確定放大倍數k’，其中放大倍數k’=預期等效增益k1/等效增益k0；
24、枚舉所有放大倍數的新預期目標值，其中新預期目標值為當前行的特征值v0*放大倍數k’；
25、依據落入最優工作區間的新預期目標值確定放大倍數k’，之后再確定預期等效增益k1，之后再根據上述等效增益取值表確定預期等效增益k1對應的增益參數與量化參數。
26、依據上述主要特征，如果存在多個落入最優工作區間的新預期目標值，則可選擇與最優工作區間的中間值最接近的新預期目標值確定放大倍數k’。
27、與現有技術相比較，本專利技術利用行與行之間的轉換時間，完成計算反饋與特征配置的變更，從而完成單幀圖像內連續調節，達到對圖像持續變化的跟蹤，具有如下技術效果：第一，通過單幀高動態范圍成像模式，不用降低幀率，不會出現不同幀間的信息差干擾；第二，幀內不同位置與場景實時跟蹤采用不同的增益配置和動態量化范圍，防止出現信息過弱或者過曝的問題。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種機器視覺測量系統，包括圖像傳感器芯片及控制處理器配合使用，所述圖像傳感器芯片包括光電傳感器陣列、采樣讀出電路、運算放大器、模數轉換器、陣列曝光控制器、系統控制生成器及通信接口配置模塊，所述控制處理器包括通信接口配置模塊、主控制系統、數據輸出系統及數據處理系統，其特征在于所述控制處理器還包括一高動態范圍成像系統模塊，所述高動態范圍成像系統模塊包括：
2.如權利要求1所述的機器視覺測量系統，其特征在于：所述特征值為像素最大值、均值或對比度之一。
3.如權利要求2所述的機器視覺測量系統，其特征在于：所述模擬參數包括增益參數與量化參數。
4.一種利用權利要求1所述的機器視覺測量系統調整圖像傳感器芯片的模擬參數的方法，包括如下步驟：
5.如權利要求4所述的方法，其特征在于：所述特征值為像素最大值、均值或對比度之一。
6.如權利要求4所述的方法，其特征在于：所述模擬參數為增益參數和量化參數。
7.如權利要求4所述的方法，其特征在于：所述將特征值沿上升趨勢調節圖像傳感器芯片的模擬參數為調大增益參數和調小量化參數，而
8.如權利要求4所述的方法，其特征在于：所述模擬參數為增益參數和量化參數，調節圖像傳感器芯片的模擬參數的方法包括如下步驟：
9.如權利要求8所述的方法，其特征在于：如果存在多個落入最優工作區間的新預期目標值，則可選擇與最優工作區間的中間值最接近的新預期目標值確定放大倍數K’。
...【技術特征摘要】
1.一種機器視覺測量系統，包括圖像傳感器芯片及控制處理器配合使用，所述圖像傳感器芯片包括光電傳感器陣列、采樣讀出電路、運算放大器、模數轉換器、陣列曝光控制器、系統控制生成器及通信接口配置模塊，所述控制處理器包括通信接口配置模塊、主控制系統、數據輸出系統及數據處理系統，其特征在于所述控制處理器還包括一高動態范圍成像系統模塊，所述高動態范圍成像系統模塊包括：
2.如權利要求1所述的機器視覺測量系統，其特征在于：所述特征值為像素最大值、均值或對比度之一。
3.如權利要求2所述的機器視覺測量系統，其特征在于：所述模擬參數包括增益參數與量化參數。
4.一種利用權利要求1所述的機器視覺測量系統調整圖像傳感器芯片的模擬參數的方法，包括如下步驟：
【專利技術屬性】
技術研發人員：黎文福，劉建，袁盾山，
申請(專利權)人：上海芯歌智能科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。