智能型图像亮度计研究

摘要

亮度是当前照明检测与控制行业当中一个重要的参数指标，实时探测空间亮度在照明控制领域有着重要的应用。现有的测量设备在亮度测量的过程中存在诸多的局限性，从而导致未能得到普及和推广。光学技术和电子技术的飞速发展，推动了数码相机制造技术的不断完善，在这个阶段数字图像处理技术也有了很大的进步。在这些关键技术的推动下，使得利用经亮度计标定后的数码相机来获取目标区域的亮度成为一种可能。
　　本设计以数码相机为图像采集设备，利用亮度标定法得到亮度测量参数，并通过软件计算得到实时亮度。依据数码相机的光学原理和数字图像处理技术，确定了数码相机的标定方法；根据实际需要,确定了数码相机的选型，并对选取的相机性能进行了检测和分析；然后在均匀性检测的基础上进行了坏点去除，以此提高亮度测量的精度；以数码相机亮度标定方法为理论对选取的数码相机进行亮度标定实验并分析了实验结果,在测量结果的基础上,对亮度与灰度之间的函数进行了分段处理，以此进一步提高亮度测量的精度；根据亮度标定的需求，编写了图像数据处理的GUI软件，包括人机互动界面。
　　最后，本文利用设计的智能型图像亮度计对环境进行了实际亮度测量。通过对测量数据的处理与分析，结果表明该亮度测量系统具有较高的准确性，测量误差可以控制5%以内，满足亮度测量系统的国标要求。同时，该亮度计具有测量精度高、成本低、测量时间短等优势,因此该系统有着十分广阔的发展空间。

目录

声明

第一章 绪论

§1.1 课题背景

§1.2 研究现状与研究方向

§1.3 本文研究的主要内容

第二章 数码相机的测光基础

§2.1 数码相机的基本构造和工作原理

§2.2 数码相机的亮度标定原理及计算方法

§2.3 本章小结

第三章 数码相机的选型及其性能测试

§3.1 数码相机的选型

§3.2 数码相机的性能测试

§3.3 本章小结

第四章 数码相机的标定及数据处理

§4.1 亮度标定

§4.2 亮度标定的实验数据处理

§4.3 亮度标定数据的分段处理

§4.4 数码相机测量亮度的准确性分析

§4.5 本章小结

第五章 智能型图像亮度计的设计及实际应用

§5.1 系统的硬件组成

§5.2 图像处理及亮度计算程序设计

§5.3 智能型图像亮度计的实际应用

§5.4 智能型图像亮度计的误差来源分析

§5.5 本章小结

第六章 全文总结与展望

§6.1 工作总结

§6.2 工作展望

参考文献

致谢

作者在攻读硕士期间主要研究成果

附录 不同光圈和快门时间下的部分标定数据