攝像元件的攝像方法

2023-05-28 22:23:16

攝像元件的攝像方法
【專利摘要】本發明公開了一種攝像元件的攝像方法，攝像元件包括：一三原色投影儀，三原色投影儀可以發出多種顏色和多種亮度的照射光，三原色投影儀發出的照射光照射於一被檢測物；一攝像頭，攝像頭用於拍攝被檢測物形成一圖像；一調控模組，調控模組分析圖像並調整三原色投影儀照射光的顏色或亮度對待檢測物的局部區域進行光線補償；將圖像傳輸至調控模塊，調控模組預先設定一閾值針對所述圖像圖元的灰度值，將被檢測物影像中圖元的灰度值與閾值比對分析，對於被檢測物影像中灰度值不在閾值內的局部區域，調控模組調整三原色投影儀中對應區塊的發光區域，進而配合攝像頭拍攝出清晰的被檢測物影像。
【專利說明】攝像元件的攝像方法 【【技術領域】】
[0001] 本發明涉及攝像元件的攝像方法，尤指一種用於視覺檢測處理系統攝像元件的攝 像方法。 【【背景技術】】
[0002] 視覺檢測處理系統主要包括視覺檢測處理軟體及攝像元件，其主要功能是通過攝 像元件拍攝被檢測物而獲得圖像，然後通過視覺檢測處理軟體從拍攝的圖像中提取出尺 寸、劃痕、字符等各種信息資訊，根據獲取的各種信息資訊分別對被檢測物進行檢測、量測、 識別等其它各項操作。在此過程中，視覺檢測處理軟體從圖像中精確獲取各種信息資訊就 顯得尤為重要，為了準確地從圖像中獲取各種信息資訊，就需要攝像元件能夠拍攝出清晰 的被檢測物圖像。
[0003] 在攝像元件拍攝被檢測物的過程中，常常因為外界光線亮度不夠需要增設一光源 提升拍攝時光線的亮度；同時，被檢測物也往往並非單一的顏色，假如光源僅能發出單一顏 色的光線如紅色光線，所述被檢測物具有一紅色區域和一藍色區域，所述攝像元件拍攝的 圖像中對應所述藍色區域的部分就會模糊不清，此時就需要利用不同顏色的光對被檢測物 的不同顏色區域進行照射，這就要求一個光源的不同區域能夠發出不同顏色的照射光。此 夕卜，攝像元件大多數不能確保一次拍攝就能得到清晰的被檢測物圖像，使用者需要多次調 整光源的照射光顏色或亮度對被檢測物進行拍攝，此過程會浪費使用者大量時間；至於拍 攝圖像是否清晰，是通過使用者目測拍攝後的圖像，如果使用者認為圖像清晰，就輸出拍攝 圖像；如果使用者認為圖像不清晰，就調整光源的照射光顏色或亮度重新拍攝圖像，直至使 用者認為拍攝的圖像清晰為止，此過程主要憑藉使用者本身的技術經驗來判定，如此，拍攝 圖像是否清晰亦會存在很大的不確定性。
[0004] 因此，有必要設計一種更好的攝像方法，以克服上述問題。 【
【發明內容】
】
[0005] 針對【背景技術】所面臨的問題，本發明的目的在於提供一種能夠拍攝出清晰圖像的 攝像方法。
[0006] 為實現上述目的，本發明採用以下技術手段：
[0007] 一種攝像元件的攝像方法，所述攝像元件包括：一三原色投影儀，所述三原色投影 儀可以發出多種顏色和多種亮度的照射光，所述三原色投影儀發出的照射光照射於一被檢 測物；一攝像頭，所述攝像頭用於拍攝所述被檢測物產生一圖像，所述攝像頭與所述三原色 投影儀照射方向不同；一調控模組，所述調控模組包括一圖像分析處理模塊及一光線補償 模塊，所述圖像分析處理模塊用於對所述圖像進行分析，所述光線補償模塊用以調整所述 三原色投影儀照射光的顏色或亮度；所述三原色投影儀發出一第一照射光照射於所述被檢 測物，使所述攝像頭拍攝所述被檢測物形成所述圖像，將所述圖像傳輸至所述調控模組，所 述調控模組預先設定一閾值針對所述圖像圖元的灰度值，所述圖像分析處理模塊將所述圖 像中局部的所述被檢測物影像圖元的灰度值與所述閾值進行比對，對於所述被檢測物影像 灰度值不在所述閾值內的區塊，所述光線補償模塊調整所述三原色投影儀局部發出一第二 照射光重新照射於所述被檢測物的局部區域，所述攝像頭重新拍攝所述被檢測物，直至所 述攝像頭拍攝的所述圖像中所述被檢測物影像的每一圖元均符合設定的所述閾值。
[0008] 進一步，在所述攝像頭拍攝所述被檢測物之前，預先建立所述三原色投影儀與所 述被檢測物之間的坐標映射關係。
[0009] 進一步，針對所述攝像頭拍攝的所述圖像，經過一圖像檢測模塊判斷所述被檢測 物是否存在於所述圖像中，當所述被檢測物存在於所述圖像中時，將所述圖像傳輸至所述 調控模組。
[0010] 進一步，針對所述攝像頭拍攝的所述圖像，經過一圖像檢測模塊判斷所述被檢測 物是否存在於所述圖像中，當所述被檢測物不存在於所述圖像中時，移動所述攝像頭或所 述被檢測物後再次拍攝，此過程循環至所述被檢測物存在於所述圖像中，將所述圖像傳輸 至所述調控模組。
[0011] 進一步，在所述三原色攝影儀與所述被檢測物之間增設一稜鏡，所述稜鏡與所述 三原色投影儀的照射光光軸之間夾角為45度，所述三原色投影儀的照射光經所述稜鏡後 照射至所述被檢測物。
[0012] 進一步，所述攝像頭與所述三原色投影儀照射方向彼此相互垂直。
[0013] 進一步，將所述調控模組裝設於所述三原色投影儀中。
[0014] 進一步，在所述三原色投影儀的鏡頭前方裝設有一透鏡模組，所述透鏡模組用於 擴大所述三原色投影儀的照射光範圍。
[0015] 進一步，所述三原色投影儀包括至少一液晶面板及至少一濾光鏡，所述濾光鏡用 於分離出三原色光線，所述液晶面板用於控制三原色光線的混合率。
[0016] 進一步，所述三原色投影儀包括至少一數字微反射器及一色盤，所述數字微反射 器具有多個微反射鏡片，所述色盤具有紅色、綠色、藍色三個區域。
[0017] 與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：
[0018] 所述三原色投影儀可以發出多種顏色和多種亮度的照射光，所述三原色投影儀發 出的照射光對應投射在所述被檢測物上，所述攝像頭拍攝所述被檢測物形成一圖像，將圖 像傳輸至所述調控模組，所述調控模組針對圖像中所述被檢測物影像圖元的灰度值預設一 閾值，所述圖像分析處理模塊將所述被檢測物影像圖元的灰度值與所述閾值比對分析，對 於灰度值不在所述閾值內的區塊，根據所述三原色投影儀與所述被檢測物的坐標映射關 系，所述光線補償模塊調整所述三原色投影儀中對應所述區塊的發光區域，使得所述發光 區域改變照射光的顏色或亮度照射於所述被檢測物的局部區域，進而配合所述攝像頭拍攝 出清晰的所述被檢測物影像。 【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0019] 圖1為本發明攝像元件的攝像方法拍攝被檢測物圖像的示意圖；
[0020] 圖2為本發明攝像元件的攝像方法拍攝被檢測物圖像的流程圖；
[0021] 圖3為本發明圖像檢測模塊的流程圖；
[0022] 圖4為本發明圖像分析處理模塊的流程圖；
[0023] 圖5為本發明三原色投影儀光線補償模塊的流程圖；
[0024] 圖6為本發明攝像元件的攝像方法拍攝被檢測物圖像第二實施例的示意圖。

【具體實施方式】 [0025] 的附圖標號說明：
[0026] 三原色投影儀 1 攝像頭 2 調控模組3
[0027] 圖像分析處理模31光線補償模塊32被檢測物4
[0028] 塊
[0029] 紅色區域 41藍色區域 42載物臺 5
[0030] 稜鏡 6 透鏡模組 7 【【具體實施方式】】
[0031] 為便於更好的理解本發明的目的、結構、特徵以及功效等，現結合附圖和具體實施 方式對本發明作進一步說明。
[0032] 請參閱圖1所示，本發明攝像元件的攝像方法是利用所述攝像裝置拍攝圖像，所 述攝像裝置包括：一三原色投影儀1，所述三原色投影儀1可以發出多種顏色和多種亮度的 照射光，所述三原色投影儀1發出的照射光對應投射在一被檢測物4上；一調控模組3 (所 述調控模組3可以是一計算機，亦可以是裝設於計算機中的一軟體）包括一圖像分析處理 模塊31及一光線補償模塊32,所述圖像分析處理模塊31用於對所述圖像進行分析，所述光 線補償模塊32用以調整所述三原色投影儀1照射光的顏色或亮度；一攝像頭2,所述攝像 頭2拍攝所述被檢測物4並將拍攝的圖像傳輸至所述調控模組3,所述攝像頭2通過數據線 或者無線傳輸（如Wi-Fi、藍牙等）的方式將拍攝圖像傳輸至所述調控模組3。
[0033] 所述三原色投影儀1用於發出三原色光線（未圖示），即紅色光線、綠色光線及藍 色光線，由於所述被檢測物4往往並非單一的顏色，假如所述三原色投影儀1僅能發出單一 顏色的光線如紅色光線，而此時所述被檢測物4又具有一紅色區域41和一藍色區域42,所 述攝像頭2拍攝的圖像中對應所述藍色區域42的部分就會模糊不清，因此，所述三原色投 影儀1需能夠發出多種顏色的光線，所述三原色投影儀1通過三原色光線的不同混合比率 從而實現發出多種顏色和多種亮度的照射光。
[0034] 根據所述三原色投影儀1需發出三原色光線這一需求，所述三原色投影儀1可以 是如下兩種方式中的一種方式，第一種方式，所述三原色投影儀1包括至少一液晶面板（未 圖示）及至少一濾光鏡（未圖示），所述三原色投影儀1的光源發出光線經所述濾光鏡分離 出三原色光線，三原色光線穿過所述液晶面板經由液晶分子的偏轉量調控三原色光線的混 合率，進而使得光線射出所述三原色投影儀1變成不同顏色或不同亮度的照射光。
[0035] 第二種方式，所述三原色投影儀1包括至少一數字微反射器（Digital Micromirror Device)(未圖示）及一色輪（未圖示），所述數字微反射器包括多個微反射 鏡片，所述色輪包括紅色、綠色、藍色三個區域，所述三原色投影儀1的光源發出光線照射 至旋轉的所述色輪，光線經所述色輪後照射至所述微反射鏡片上，經所述微反射鏡片反射 出所述三原色投影儀1變成各種顏色或各種亮度的照射光。
[0036] -載物臺5用於承載所述被檢測物4,在實際應用中，所述被檢測物4的表面大多 數情況下並非完全平滑，如果所述三原色投影儀1的照射光直接投射至所述被檢測物4凹 凸不平的表面上，照射光無法完全地反射至所述攝像頭2,造成所述攝像頭2拍攝的圖像整 體亮度較低。
[0037] 在所述三原色投影儀1與所述被檢測物4之間增設一稜鏡6,將所述稜鏡6設置成 與所述三原色投影儀1的照射光光軸呈45度夾角，此時，所述三原色投影儀1與所述攝像 頭2的照射方向彼此相互垂直，照射光即可沿著光軸經所述稜鏡6反射後投射至所述被檢 測物4的表面，並使照射光沿著光軸反射入所述攝像頭2,如此，所述攝像頭2拍攝出的所述 被檢測物4圖像具有較高的亮度。
[0038] 本實施例中，所述三原色投影儀1與所述攝像頭2的可以互換位置，僅需滿足所述 稜鏡6與所述三原色投影儀1的照射光光軸呈45度夾角。
[0039] 利用本發明攝像方法拍攝清晰的所述被檢測物影像步驟如下：
[0040] 步驟1 :建立三原色投影儀1與被檢測物4的坐標映射關係：
[0041] 請參閱圖1和圖2所示，在所述攝像頭2拍攝所述被檢測物4之前，預先建立所述 三原色投影儀1與所述被檢測物4之間的坐標映射關係，使得所述被檢測物4上的局部區 域與所述三原色投影儀1上的局部發光區域一一對應。
[0042] 步驟2 :投影儀投射出均勻的白色照射光，攝像頭拍攝圖像：
[0043] 請參閱圖1和圖2所示，預先設定所述三原色投影儀1發出一第一照射光，本實施 例中所述第一照射光為白色光，所述第一照射光經所述稜鏡6反射後照射至所述被檢測物 4,所述第一照射光由三原色光混合而成，能拍攝顯示出所述被檢測物4上各種顏色區域的 輪廓，觸發所述攝像頭2拍攝圖像。
[0044] 步驟3:圖像檢測模塊：
[0045] 請參閱圖1、圖2和圖3所示，所述圖像檢測模塊用於檢測所述被檢測物4影像是 否存在於所述圖像中，將所述攝像頭2拍攝的圖像傳輸至所述圖像檢測模塊進行分析，經 過所述圖像檢測模塊的判定，當所述被檢測物4存在於所述攝像頭2拍攝的圖像中時，將所 述攝像頭2拍攝的圖像傳輸至所述調控模組3 ;當所述被檢測物4不存在於所述攝像頭2拍 攝的圖像中時，或者所述攝像頭2僅拍攝到了所述被檢測物4的局部區域，此時移動所述攝 像頭2或者移動所述被檢測物4再次觸發所述攝像頭2拍攝圖像，此過程循環至所述被檢 測物4存在於所述攝像頭2拍攝的圖像中，然後再將所述攝像頭2拍攝的圖像傳輸至所述 調控模組3。
[0046] 步驟4 :圖像分析處理模塊：
[0047] 請參閱圖1、圖2和4所示，用於分析處理所述圖像，將所述調控模組3接收的圖 像傳輸至所述圖像分析處理模塊31進行分析，所述圖像分析處理模塊31針對圖像中圖元 的灰度值（亦可以是圖像中圖元的其它性能參數，如圖元的亮度值、色彩飽和度值、曝光值 等）設定一閾值，再將圖像中所述被檢測物4的影像提取出來，此過程可採用邊緣輪廓法提 取所述被檢測物4的影像，然後將所述被檢測物4影像圖元的灰度值與所述閾值進行比對 分析。
[0048] 步驟5 :光線補償模塊：
[0049] 請參閱圖1、圖2和圖5所示，用於對所述被檢測物4進行光線補償，將所述圖像 分析處理模塊31處理後的圖像傳輸至所述三原色投影儀1的所述光線補償模塊32進行處 理，根據步驟4中的比對分析結果，判定所述被檢測物4影像圖元的灰度值是否在所述閾值 內，如果所述被檢測物4影像圖元的灰度值均在所述閾值內，此時即可輸出圖像；針對所述 被檢測物4影像上灰度值不在所述閾值內的局部區域，所述調控模組3發出一指令給所述 三原色投影儀1，根據所述三原色投影儀1與所述被檢測物4之間的坐標映射關係，所述指 令調整所述三原色投影儀1對應所述局部區域的發光區域，使得所述發光區域改變照射光 的顏色或亮度照射於所述被檢測物4的局部區域進行光線補償。
[0050] 所述調控模組3調整所述三原色投影儀1照射光的亮度或顏色補償所述被檢測物 4說明如下，在本實施例，所述被檢測物4具有所述紅色區域41及所述藍色區域42,所述三 原色投影儀1發出一第一照射光，本實施例中所述第一照射光為白色光，所述第一照射光 對應照射至所述被檢測物4,所述攝像頭2拍攝所述被檢測物4並將拍攝圖像傳輸至所述調 控模組3,所述圖像分析處理模塊31將圖像中圖元的色彩飽和度值與所述閾值比對分析， 圖像中對應所述紅色區域41和所述藍色區域42的圖元色彩飽和度值不在所述閾值內，所 述光線補償模塊32調整所述三原色投影儀1照射光對應所述紅色區域41發出一第二照射 光，本實施例中所述第二照射光為紅色光；對應所述藍色區域42發出一第三照射光，本實 施例中所述第三照射光為藍色光。
[0051] 在其它實施例，所述被檢測物4上具有一凹陷區域（凹陷區域未顯示），所述三原 色投影儀1發出一第一照射光（如白色光）投射至所述被檢測物4,所述攝像頭2拍攝所 述被檢測物4並將拍攝圖像傳輸至所述調控模組3,所述圖像分析處理模塊31將圖像中圖 元的灰度值與所述閾值進行比對分析，圖像中對應所述凹陷區域部分的圖元灰度值不在所 述閾值內，所述光線補償模塊32調整所述三原色投影儀1發出一第四照射光（如高亮度白 光）照射於所述凹陷區域。
[0052] 步驟6:輸出圖像
[0053] 請參閱圖2所示，配合所述攝像頭2拍攝出清晰的所述圖像，觸發所述攝像頭2對 光線補償後的所述被檢測物4拍攝圖像，將圖像傳輸至所述調控模組3重複步驟5中的處 理，此過程循環至所述被檢測物4影像中圖元的灰度值均在所述閾值內。
[0054] 綜合上述步驟可以得知，經過所述圖像分析處理模塊31針對所述攝像頭2拍攝圖 像的分析處理，根據所述三原色投影儀1與所述被檢測物4的坐標映射關係，所述光線補償 模塊32調整所述三原色投影儀1發出不同顏色或不同亮度的照射光，使得所述三原色投影 儀1對所述被檢測物4的局部區域進行光線色度或光線亮度的補償，通過攝像頭2拍攝出 清晰的所述被檢測物4影像。
[0055] 請參閱圖6所示，所述調控模組3設置成一集成晶片，將所述晶片裝設於所述三原 色投影儀1中，減少所述調控模組3的佔用空間，同時簡化所述調控模組3與所述三原色投 影儀1之間的連接設計關係。在所述三原色投影儀1的應用中，所述三原色投影儀1的照 射光自鏡頭投射而出，而鏡頭相對而言往往比較小，為了擴大所述三原色投影儀1照射光 的照射範圍，在所述三原色投影儀1的鏡頭前方裝設一透鏡模組7,所述三原色投影儀1的 照射光自所述透鏡模組7的焦點位置處照射而出，如此所述三原色投影儀1的照射光經所 述透鏡模組7後成彼此相互平行的照射光。
[0056] 綜上所述，本發明攝像元件的攝像方法有下列有益效果：
[0057] 1.所述調控模組3將所述被檢測物4影像中圖元的性能參數與所述閾值比對分 析，對於性能參數不在所述閾值內的局部區域，所述調控模組3調整所述三原色投影儀1中 對應所述局部區域的發光區域，使得所述發光區域改變照射光的顏色或亮度照射於所述被 檢測物4的局部區域，進而配合所述攝像頭2拍攝出清晰的所述被檢測物4影像。
[0058] 2.由於所述被檢測物4往往並非單一的顏色，預先設定所述三原色投影儀1發出 均勻的白色光，白色光由三原色光混合而成，能拍攝出所述被檢測物4上各種顏色區域的 圖形。
[0059] 3.在所述三原色投影儀1與所述被檢測物4之間增設一稜鏡6,所述稜鏡6與所 述三原色投影儀1的照射光光軸之間夾角為45度，使得所述攝像頭2拍攝出的所述被檢測 物4圖像具有較高的亮度。
[0060] 4.在所述三原色投影儀1的鏡頭前方裝設有一透鏡模組7,所述透鏡模組7用於 擴大所述三原色投影儀1的照射光範圍。
[0061] 5.所述調控模組3設置成一集成晶片，將所述晶片裝設於所述三原色投影儀1中， 減少所述調控模組3的佔用空間，同時簡化所述調控模組3與所述三原色投影儀1之間的 連接設計關係。
[〇〇62] 上詳細說明僅為本發明之較佳實施例的說明，非因此局限本發明的專利範圍，所 以，凡運用本創作說明書及圖示內容所為的等效技術變化，均包含於本發明的專利範圍內。
【權利要求】
1. 一種攝像元件的攝像方法，其特徵在於，所述攝像元件包括： 一三原色投影儀，所述三原色投影儀可以發出多種顏色和多種亮度的照射光，所述三 原色投影儀發出的照射光照射於一被檢測物； 一攝像頭，所述攝像頭用於拍攝所述被檢測物產生一圖像，所述攝像頭與所述三原色 投影儀照射方向不同； 一調控模組，所述調控模組包括一圖像分析處理模塊及一光線補償模塊，所述圖像分 析處理模塊用於對所述圖像進行分析，所述光線補償模塊用以調整所述三原色投影儀照射 光的顏色或亮度； 所述三原色投影儀發出一第一照射光照射於所述被檢測物，使所述攝像頭拍攝所述被 檢測物形成所述圖像，將所述圖像傳輸至所述調控模組，所述調控模組預先設定一閾值針 對所述圖像圖元的灰度值，所述圖像分析處理模塊將所述圖像中局部的所述被檢測物影像 圖元的灰度值與所述閾值進行比對，對於所述被檢測物影像灰度值不在所述閾值內的局部 區域，所述光線補償模塊調整所述三原色投影儀局部發出一第二照射光重新照射於所述被 檢測物的局部區域，所述攝像頭重新拍攝所述被檢測物，直至所述攝像頭拍攝的所述圖像 中所述被檢測物影像的每一圖元均符合設定的所述閾值。
2. 如權利要求1所述的攝像元件的攝像方法，其特徵在於：在所述攝像頭拍攝所述被 檢測物之前，預先建立所述三原色投影儀與所述被檢測物之間的坐標映射關係。
3. 如權利要求2所述的攝像元件的攝像方法，其特徵在於：針對所述攝像頭拍攝的所 述圖像，經過一圖像檢測模塊判斷所述被檢測物是否存在於所述圖像中，當所述被檢測物 存在於所述圖像中時，將所述圖像傳輸至所述調控模組。
4. 如權利要求2所述的攝像元件的攝像方法，其特徵在於：針對所述攝像頭拍攝的所 述圖像，經過一圖像檢測模塊判斷所述被檢測物是否存在於所述圖像中，當所述被檢測物 不存在於所述圖像中時，移動所述攝像頭或所述被檢測物後再次拍攝，此過程循環至所述 被檢測物存在於所述圖像中，將所述圖像傳輸至所述調控模組。
5. 如權利要求1所述的攝像元件的攝像方法，其特徵在於：在所述三原色攝影儀與所 述被檢測物之間增設一稜鏡，所述稜鏡與所述三原色投影儀的照射光光軸之間夾角為45 度，所述三原色投影儀的照射光經所述稜鏡後照射至所述被檢測物。
6. 如權利要求5所述的攝像元件的攝像方法，其特徵在於：所述攝像頭與所述三原色 投影儀照射方向彼此相互垂直。
7. 如權利要求1所述的攝像元件的攝像方法，其特徵在於：將所述調控模組裝設於所 述三原色投影儀中。
8. 如權利要求1所述的攝像元件的攝像方法，其特徵在於：在所述三原色投影儀的鏡 頭前方裝設有一透鏡模組，所述透鏡模組用於擴大所述三原色投影儀的照射光範圍。
9. 如權利要求1所述的攝像元件的攝像方法，其特徵在於：所述三原色投影儀包括至 少一液晶面板及至少一濾光鏡，所述濾光鏡用於分離出三原色光線，所述液晶面板用於控 制三原色光線的混合率。
10. 如權利要求1所述的攝像元件的攝像方法，其特徵在於：所述三原色投影儀包括至 少一數字微反射器及一色盤，所述數字微反射器具有多個微反射鏡片，所述色盤具有紅色、 綠色、藍色三個區域。
【文檔編號】H04N5/232GK104092941SQ201410340056
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月10日 優先權日:2014年7月10日
【發明者】廖德林, 林文杰 申請人:深圳市得意自動化科技有限公司