CCD图像灰度与照度的转换标定方法_秦莉

《CCD图像灰度与照度的转换标定方法_秦莉》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第36卷第3期仪器仪表学报Vol.36No.32015年3月ChineseJournalofScientificInstrumentMar．2015*CCD图像灰度与照度的转换标定方法秦莉，董丽丽，许文海，吴厚德(大连海事大学信息科学技术学院大连116026)摘要:本文提出了一种基于CCD摄像机利用图像灰度获得实际照度的新方法，该方法适用于摄像机的任意曝光和增益参数，且考虑了摄像机安装位置和角度对测量的影响。CCD摄像机照度测量法的实际应用主要涉及两个过程:一是标定过程，即应用CCD摄像机进行照度测量前，标定CCD

2、图像灰度与照度之间的转换参数和转换模型;二是照度测量过程，即通过CCD摄像机拍摄图像，将图像灰度代入已定的转换模型，获得测量对象的照度值。其中，灰度与照度转换模型的标定是利用CCD摄像机实现照度测量的基础和关键，文中主要讨论了该模型的推导过程以及标定方法。具体为:首先通过理论推导获得图像灰度与CCD传感器感应的相对辐照度的关系，然后借助以均匀光源搭建的实验系统标定CCD传感器相对辐照度与物面实际照度之间的关系，进而获得图像灰度与物面实际照度的转换关系。在转换过程中讨论了曝光时间、增益以及CCD相机与照度测量点之间的

3、距离和角度对转换模型的影响，为CCD摄像机照度测量法的实际应用奠定了基础。实验结果表明本测量及标定方法适用于摄像机任意曝光和增益条件，经过本方法标定后，应用CCD摄像机进行照度测量，测量结果的相对误差在4．5%以内。关键词:CCD摄像机;相对辐照度;照度;灰度中图分类号:TN29TH74文献标识码:A国家标准学科分类代码:510．20MethodforconversioncalibrationbetweenCCDimagegrayvalueandilluminationQinLi，DongLili，XuWenhai

4、，WuHoude(InformationScienceandTechnologyCollege，DalianMaritimeUniversity，Dalian116026，China)Abstract:ThispaperputsforwardanewmethodthatusesimagegrayvaluetoobtaintheactualilluminationbasedonCCDcamera，themethodissuitableforanyexposureandgainparametersofthecamera

5、，andtheeffectsofthecamerainstallationpositionandangleonmeasurementareconsidered．ThepracticalapplicationoftheilluminationmeasurementmethodwithCCDcameramainlyinvolvestwoaspects:oneisthecalibrationprocess，whichiscalibra-tingtheconversionparametersandconversionmod

6、elbetweenCCDimagegrayvalueandilluminationbeforeusingCCDcameratomeasureillumination．Theotherisilluminationmeasurementprocess，whichisusingCCDcameratocaptureimage，thentheilluminationofthemeasurementobjectcanbeobtainedthroughsubstitutingtheimagegrayvalueintothecon

7、versionmodel．ThecalibrationoftheconversionmodelbetweengrayvalueandilluminationisthefoundationandkeytorealizeillustrationmeasurementusingCCDcamera．Thederivationprocessandcalibrationmethodofthemodelisemphaticallydiscussedinthispaper．Thedetailedprocessislikethis:

8、throughtheoreticde-duction，therelationbetweentheimagegrayvalueandtherelativeirradianceoftheCCDsensorisobtained;then，therelationbetweentheCCDsensorrelativeirradianceandactualillumin