影像對焦顯示系統及方法
2023-10-06 12:39:29
專利名稱：影像對焦顯示系統及方法
技術領域：
本發明涉及一種影像量測系統及方法，尤其是關於一種影像量測過程中輔助對焦的系統及方法。
背景技術：
目前製造業普遍存在品質管理意識，而品質管理的控制愈來愈依賴測量儀器設備，特別是無法由肉眼所檢視的精密產品，例如電路板排線、連接器端子排列的整齊度、半導體封裝的插孔、液晶屏幕、精密鑄模等。隨著競爭的日益激烈，測量儀器也從傳統的卡尺、顯微鏡、投影儀到三維接觸式測量儀再到非接觸式測量儀器，並與計算機結合，將測量結果進行分析運算。
例如，工廠在批量生產某一工件前需生產出幾件樣品工件進行量測，利用影像量測儀器攝取工件樣品的相關影像，傳輸到計算機對影像進行量測以獲取該工件各個部位的實際尺寸，再與其設計的標準尺寸相比對，以指導改進其生產流程。在對影像進行量測之前，首先要將影像調清晰，也就是要對焦。
現有的手動對焦測量機臺通常具有一手動的調焦裝置，操作者通過調整手動調焦裝置獲取待測物的清晰影像，這種測量儀器的特點是結構簡單且較便宜，然而缺少系統的穩定性與可靠度，在對焦過程中，只能靠人眼識別影像的清晰度，不同的操作者對於同一影像清晰度的識別有所不同，導致對同一影像可能需要進行重複量測。而在對工件進行量測的過程中，影像的清晰度直接影響到影像對焦的精確度，進而影響影像量測結果的準確性。
發明內容鑑於以上內容，有必要提供一種影像對焦顯示系統，在手動對焦過程中以曲線圖形即時顯示當前影像的清晰程度，提高影像對焦的精確度，避免不同操作者對同一影像的重複量測。
此外，還有必要提供一種影像對焦顯示方法，在手動對焦過程中以曲線圖形即時顯示當前影像的清晰程度，提高影像對焦的精確度，避免不同操作者對同一影像的重複量測。
一種影像對焦顯示系統，包括一放置待測物的量測機臺及一控制影像對焦的計算機，所述量測機臺Z軸上安裝一手動調焦裝置及一電荷耦合器件(CCD)，該CCD前方安裝一工業光學鏡頭，可通過該工業光學鏡頭和該CCD採集所述手動調焦裝置移動過程中待測物的連續影像。所述計算機包括一影像擷取卡及一影像對焦顯示模塊，所述影像擷取卡用於獲取所述CCD輸出的連續影像，並將其傳送到所述計算機中計算各個影像的清晰度值；所述影像對焦顯示模塊用於在手動調節影像清晰度的過程中以曲線圖形即時顯示當前影像的清晰程度。
其中，所述影像對焦顯示模塊包括如下功能模塊一參數設置子模塊，用於在上述計算機上設置圖形顯示參數，包括背景顏色、曲線顏色、線框顏色、框格大小；一清晰度值獲取子模塊，用於獲取計算出的各個影像的清晰度值；一圖形繪製子模塊，用於根據參數設置子模塊設置的圖形顯示參數及清晰度值獲取子模塊獲取的各個影像的清晰度值繪製清晰度值曲線；及一圖形顯示子模塊，用於動態顯示圖形繪製子模塊所繪製的清晰度曲線。
進一步地，所述的影像對焦顯示模塊是以一嵌入式對象控制項的形式裝載於所述計算機的作業系統中一獨立的影像量測軟體上。所述影像擷取卡通過一影像數據線與所述CCD相連。
一種影像對焦顯示方法，利用一計算機即時顯示放置於一量測機臺的待測物的影像的清晰度，所述量測機臺Z軸上安裝一手動調焦裝置及一電荷耦合器件(CCD)，該CCD前方安裝一工業光學鏡頭，該方法包括以下步驟(A)於所述計算機上設置圖形顯示參數，包括背景顏色、曲線顏色、線框顏色、框格大小；(B)利用所述工業光學鏡頭和所述CCD採集所述手動調焦裝置移動過程中待測物的連續影像；(C)利用一安裝於所述計算機的影像擷取卡獲取上述連續影像並將其傳送到所述計算機中計算各個影像的清晰度值；(D)根據設置的圖形顯示參數及影像的各個清晰度值繪製清晰度曲線；及(E)動態顯示所繪製的清晰度曲線。
其中，所述影像擷取卡通過一影像數據線與所述CCD相連。
本發明利用曲線的走勢在手動調節影像清晰度的過程中即時顯示當前影像的清晰程度，將影像的清晰度數位化，可幫助用戶更清楚、準確地對焦，提高影像對焦的精確度，避免不同操作者對同一影像的重複量測。
圖1是本發明影像清晰度顯示系統較佳實施例的硬體架構圖。
圖2是本發明影像清晰度顯示系統較佳實施例中影像對焦顯示模塊的子功能模塊圖。
圖3是本發明影像清晰度顯示系統較佳實施例的流程圖。
圖4是本發明影像清晰度顯示系統的一顯示界面示例圖。
具體實施方式首先，對本發明所用到的術語解釋如下CCDCharged Coupled Device，電荷耦合裝置或電荷耦合器件。
OCXObject Linking and Embedding(OLE)Control Extension，嵌入式對象控制項。
參閱圖1所示，為本發明影像清晰度顯示系統較佳實施例的硬體架構圖。該系統包括一控制影像對焦的計算機11及一放置待測物的影像量測機臺17。其中，機臺17的Z軸上裝有用於採集連續影像的裝置CCD14，該CCD14裝有工業光學鏡頭16，CCD14通過該工業光學鏡頭16將影像聚焦，機臺17的Z軸上還裝有一手動調焦裝置15，操作者通過移動該手動調焦裝置15調整待測物體影像的清晰度。所述計算機11裝有一影像擷取卡12、一影像對焦顯示模塊10及一資料存儲區18。其中，所述的影像對焦顯示模塊10是以一OCX(Object Linkingand Embedding(OLE)Control Extension，嵌入式對象控制項)的形式裝載於計算機11的作業系統中一獨立的影像量測軟體上，其可以在手動調節影像清晰度的過程中以曲線圖形即時顯示當前影像的清晰程度。所述影像擷取卡12通過一條影像數據線13與所述CCD14相連，並通過該影像數據線13獲取所述CCD14輸出的連續影像，傳送至計算機11計算出影像的清晰度值；所述資料存儲區18用於儲存影像對焦顯示過程中使用或產生的各種數據，包括當前影像的清晰度值及該清晰度值所對應的機臺Z軸位置等。
如圖2所示，是本發明影像清晰度顯示系統較佳實施例中影像對焦顯示模塊10的子功能模塊圖。該影像對焦顯示模塊10包括一參數設置子模塊100、一清晰度值獲取子模塊102、一圖形繪製子模塊104及一圖形顯示子模塊106。參數設置子模塊100用於在計算機11上設置曲線圖形顯示參數，包括背景顏色、曲線顏色、線框顏色、框格大小。清晰度值獲取子模塊102用於從資料存儲區18獲取計算機11計算出的當前影像的各個清晰度值。圖形繪製子模塊104用於依據參數設置子模塊100設置的圖形參數及清晰度值獲取子模塊102獲取的各個影像的清晰度值繪製清晰度曲線。圖形顯示子模塊106動態顯示圖形繪製子模塊104所繪製的清晰度曲線。
如圖3所示，是本發明影像清晰度顯示系統較佳實施例的流程圖。首先，通過參數設置子模塊100在計算機11上設置圖形顯示參數，包括背景顏色、曲線顏色、線框顏色、框格大小(步驟S201)。對焦開始，操作者移動手動調焦裝置15，CCD14和工業光學鏡頭16採集手動調焦裝置15移動時待測物的連續影像(步驟S202)。影像擷取卡12通過影像數據線13獲取CCD14輸出的連續影像，並傳送至用戶端計算機11計算出各個影像的清晰度值，且將該等清晰度值儲存於資料存儲區18中(步驟S203)。清晰度值獲取子模塊102從資料存儲區18中獲取各個影像的清晰度值(步驟S204)。圖形繪製子模塊104用於依據參數設置子模塊100設置的圖形參數及清晰度值獲取子模塊102獲取的各個影像的清晰度值繪製清晰度曲線(步驟S205)。圖形顯示子模塊106動態顯示圖形繪製子模塊104所繪製的清晰度曲線(步驟S206)。
圖4為本發明影像清晰度顯示系統的一顯示界面示例圖。圖中40標示背景顏色為黑色，41表示曲線顏色為黃色，42表示格線顏色為淺綠色，43表示框格長1mm，44表示框格寬1mm。操作者沿某一方向慢慢移動手動調焦裝置15，CCD14和工業光學鏡頭16採集手動調焦裝置15移動過程中待測物的連續影像，剛開始時影像比較模糊，這時圖中的黃色曲線就會處於比較低的位置，沿相同方向繼續移動手動調焦裝置15，影像慢慢地變得清晰，曲線呈上升趨勢，當影像達到最清晰的時候，曲線的走勢接近穩定。繼續沿相同方向移動手動調焦裝置15，影像又慢慢變得模糊，曲線呈下降趨勢。這樣反覆地移動手動調焦裝置15，曲線就會出現峰谷、峰頂，當曲線處於峰頂時，影像最清晰。
權利要求
1.一種影像對焦顯示系統，包括一放置待測物的量測機臺及一控制影像對焦的計算機，所述量測機臺Z軸上安裝一手動調焦裝置及一電荷耦合器件，該電荷耦合器件前方裝一工業光學鏡頭，可通過該工業光學鏡頭和該電荷耦合器件採集所述手動調焦裝置移動過程中待測物的連續影像，其特徵在於所述計算機包括一影像擷取卡及一影像對焦顯示模塊，所述影像擷取卡用於獲取所述電荷耦合器件輸出的連續影像，並將其傳送到所述計算機中計算各個影像的清晰度值，所述影像對焦顯示模塊用於在手動調節影像清晰度的過程中以曲線圖形即時顯示當前影像的清晰程度。
2.如權利要求1所述的影像對焦顯示系統，其特徵在於，所述影像對焦顯示模塊包括一參數設置子模塊，用於在上述計算機上設置圖形顯示參數，；一清晰度值獲取子模塊，用於獲取計算出的各個影像的清晰度值；一圖形繪製子模塊，用於根據參數設置子模塊設置的圖形顯示參數及清晰度值獲取子模塊獲取的各個影像的清晰度值繪製清晰度曲線；及一圖形顯示子模塊，用於動態顯示圖形繪製子模塊所繪製的清晰度曲線。
3.如權利要求2所述的影像對焦顯示系統，其特徵在於，所述的影像對焦顯示模塊是以一嵌入式對象控制項的形式裝載於所述計算機的作業系統中一獨立的影像量測軟體上。
4.如權利要求2所述的影像對焦顯示系統，其特徵在於，所述圖形顯示參數包括背景顏色、曲線顏色、線框顏色、框格大小。
5.如權利要求1所述的影像對焦顯示系統，其特徵在於，所述的影像擷取卡通過一影像數據線與所述的電荷耦合器件相連。
6.一種影像對焦顯示方法，利用一計算機即時顯示放置於一量測機臺的待測物的影像的清晰度，所述量測機臺Z軸上安裝一手動調焦裝置及一電荷耦合器件，該電荷耦合器件前方安裝一工業光學鏡頭，其特徵在於，該方法包括以下步驟於所述計算機上設置圖形顯示參數；利用所述工業光學鏡頭和所述電荷耦合器件採集所述手動調焦裝置移動過程中待測物的連續影像；利用一安裝於所述計算機的影像擷取卡獲取上述連續影像並將其傳送到所述計算機中計算各個影像的清晰度值；根據設置的圖形顯示參數及影像的各個清晰度值繪製清晰度曲線；及動態顯示所繪製的清晰度曲線。
7.如權利要求6所述的影像對焦顯示方法，其特徵在於，所述圖形顯示參數包括背景顏色、曲線顏色、線框顏色、框格大小。
8.如權利要求6所述的影像對焦顯示方法，其特徵在於，所述的影像擷取卡通過一影像數據線與所述的電荷耦合器件相連。
全文摘要
本發明提供一種影像對焦顯示系統，其可以在手動調節影像清晰度的過程中以曲線圖形即時顯示當前影像的清晰程度，該系統包括一控制影像對焦的計算機，該計算機包括一影像對焦顯示模塊，所述的影像對焦顯示模塊包括一參數設置子模塊，用於設置圖形顯示參數；一清晰度值獲取子模塊，用於獲取各個影像的清晰度值；一圖形繪製子模塊，用於根據設置的圖形顯示參數及獲取的各個影像的清晰度值繪製清晰度曲線；及一圖形顯示子模塊，用於動態顯示所繪製的清晰度曲線。利用本發明，可在手動對焦過程中，將影像的清晰度數位化，幫助用戶更清楚、準確地對焦，提高對焦的精確度，避免不同操作者對同一影像的重複量測。
文檔編號G06F3/00GK1991432SQ20051012138
公開日2007年7月4日 申請日期2005年12月27日 優先權日2005年12月27日
發明者張旨光, 蔣理, 袁忠奎 申請人:鴻富錦精密工業(深圳)有限公司, 鴻海精密工業股份有限公司