CN110381262A - 快速成像式亮度测量方法、装置和可编程成像亮度计 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种快速成像式亮度测量方法、装置和可编程成像亮度计，方法包括：控制多个图像采集装置同时以相同的采集频率对同一目标动态场景进行连续图像采集，各个图像采集装置均采用全局快门，至少两个图像采集装置的采集亮度范围不同；对各个图像采集装置在同一时刻采集的目标场景的图像分别进行本地HDR合成处理，得到并本地存储目标动态场景对应在各个时刻的合成亮度图像，各个合成亮度图像用于表示各自对应采集时刻的场景的目标亮度范围。本申请能够有效实现动态场景的快速成像式亮度范围测量，并能够有效提高针对动态场景的连续图像的采集、处理效率，进而能够提高亮度数据的采样率、准确性和抗模糊化能力，提供更高的实时亮度动态范围。

Description

快速成像式亮度测量方法、装置和可编程成像亮度计

技术领域

本申请涉及成像亮度测量技术领域，具体涉及一种快速成像式亮度测量方法、装置和可编程成像亮度计。

背景技术

针对视频录制式动态测量技术，为了满足现场和环境的高亮度对比度测量，目前普遍采用多次曝光技术，对同一场景依次采用多个不同的曝光时间测量，然后统一进行HDR合成得到高动态范围图像，这就是我们所说的HDR(高动态范围，High Dynamic Range)模式。HDR不仅在测量行业应用广泛，在消费级产品中也很普遍，现在的智能手机和数码相机里都有该功能，动态范围通过分时采样进行扩展。

在现有技术中的视频录制式动态测量技术中，多采用成像亮度计进行低采样频率低动态范围的视频录制。采样频率低于1fps且有效动态范围低于3000:1。

然而，虽然现有技术中的视频录制式动态测量技术实现了时间维度上的动态测量，但是因单个探测器动态范围受限，无法得到准确的亮度结果；并且，因为设备与被测物体的相对高速移动，被测图像因探测器的果冻效应而变得模糊或变形，这样的结果无法协助相关检测人员进行精确的定量分析，只能进行初略的定性判断。

也就是说，采样率、动态范围不足与测量图像的模糊化就导致传统设备根本无法进行真正意义上的动态测量，要想实现动态测量就必须满足以下要求：

1.高单次数据采集动态范围；2.高数据采样率；3.测量数据抗模糊化。

发明内容

针对现有技术中的问题，本申请提供一种快速成像式亮度测量方法、装置和可编程成像亮度计，能够有效实现动态场景的快速成像式亮度范围测量，并能够有效提高针对动态场景的连续图像的采集、处理效率，进而能够提高亮度数据的采样率、准确性和抗模糊化能力，并提供更高的实时亮度动态范围。

为解决上述技术问题，本申请提供以下技术方案：

第一方面，本申请提供一种快速成像式亮度测量方法，包括：

控制多个图像采集装置同时且以相同的采集频率对同一目标动态场景进行连续图像采集，其中，各个所述图像采集装置均采用全局快门，且至少两个所述图像采集装置的采集亮度范围不同；

对各个所述图像采集装置在同一时刻采集的目标场景的图像进行本地HDR合成处理，得到并本地存储所述目标动态场景对应在各个所述时刻的合成亮度图像，其中，各个所述合成亮度图像用于表示各自对应采集时刻的场景的目标亮度范围。

进一步地，所述对各个所述图像采集装置在同一时刻采集的目标场景的图像进行本地HDR合成处理，包括：

同时获取与自身设置在同一区域内的各个图像采集装置在同一时刻采集的目标场景的图像，并应用本地数据处理单元实时对各个所述图像采集装置在同一时刻采集的目标场景的图像进行本地HDR合成处理。

进一步地，所述得到并本地存储所述目标动态场景对应在各个所述采集时刻的合成亮度图像，包括：

将各个所述合成亮度图像根据对应的采集时刻进行编码处理，得到对应的亮度视频流文件，并应用本地数据存储单元对该亮度视频流文件进行本地存储；

相对应的，所述快速成像式亮度测量方法还包括：

对所述亮度视频流文件进行解码以得到所述目标动态场景在任一时刻的亮度分布。

进一步地，在所述控制多个图像采集装置同时且以相同的采集频率对同一目标动态场景进行连续图像采集之前，还包括：

将与自身设置在同一区域内的各个图像采集装置的设置参数进行调整，使得至少两个所述图像采集装置的采集亮度范围差大于或等于预设差值；

其中，所述设置参数包括：曝光时间、光圈大小和图像增益参数中的至少一项。

进一步地，还包括：

获取用户编写的亮度数据分析程序，并将该亮度数据分析程序保存至对应的用户程序存储区；

自所述用户程序存储区读取所述亮度数据分析程序以得到对应的亮度数据处理方式，其中，所述亮度数据处理方式包括：对目标场景任意位置的亮度进行提取、亮度视频流文件解码、应用亮度数据分析得到特定分析结果及图像处理结果外发中的至少一项；

基于所述亮度数据处理方式，将所述目标动态场景对应在各个所述时刻的合成亮度图像进行对应处理。

进一步地，在所述将所述目标动态场景对应在各个所述时刻的合成亮度图像进行对应处理之后，还包括：将所述合成亮度图像的处理结果进行显示，和/或，将所述合成亮度图像的处理结果发送至对应的用户客户端。

第二方面，本申请提供一种快速成像式亮度测量装置，包括：

动态图像采集模块，用于控制多个图像采集装置同时且以相同的采集频率对同一目标动态场景进行连续图像采集，其中，各个所述图像采集装置均采用全局快门，且至少两个所述图像采集装置的采集亮度范围不同；

动态图像处理模块，用于对各个所述图像采集装置在同一时刻采集的目标场景的图像进行本地HDR合成处理，得到并本地存储所述目标动态场景对应在各个所述时刻的合成亮度图像，其中，各个所述合成亮度图像用于表示各自对应采集时刻的场景的目标亮度范围。

第三方面，本申请提供一种可编程成像亮度计，包括：所述的快速成像式亮度测量装置，以及，与该快速成像式亮度测量装置集成设置的多个所述图像采集装置；

所述可编程成像亮度计中设有用户程序存储区域与程序引导接口所述用户程序存储区域用于接收用户编写的亮度数据分析程序，所述程序引导接口用于指定用户程序的执行起始位置与编写方式，若所述快速成像式亮度测量装置内具有与程序引导接口匹配的用户程序，则即可在该快速成像式亮度测量装置上运行该用户程序。

第四方面，本申请提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述的快速成像式亮度测量方法的步骤。

第五方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现所述的快速成像式亮度测量方法的步骤。

由上述技术方案可知，本申请提供一种动态成像亮度测量方法、装置、成像亮度计及电子设备，动态成像亮度测量方法通过控制多个图像采集装置同时且以相同的采集频率对同一目标动态场景进行连续图像采集，其中，至少两个所述图像采集装置的采集亮度范围不同；对各个所述图像采集装置在同一时刻采集的所述目标动态场景的图像进行HDR合成处理，分别得到该目标动态场景对应在各个所述时刻的合成亮度图像，其中，各个所述合成亮度图像均用于显示各自对应的时刻的目标快速成像式亮度范围，能够有效实现动态场景的快速成像式亮度范围测量，并能够有效提高针对动态场景的连续图像的采集、处理效率，进而能够提高亮度数据的采样率、准确性和抗模糊化能力，并提供更高的实时亮度动态范围，进而能够在测量行业或消费级产品应用中均能够实现对动态环境场景的准确且可靠的实时亮度范围测量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请的一种可编程成像亮度计的结构示意图。

图2为本申请实施例中的快速成像式亮度测量方法的流程示意图。

图3为本申请实施例中的快速成像式亮度测量方法中步骤201和步骤202的流程示意图。

图4为本申请实施例中的包含有步骤300的快速成像式亮度测量方法的流程示意图。

图5为本申请实施例中的包含有步骤000的快速成像式亮度测量方法的流程示意图。

图6为本申请实施例中的快速成像式亮度测量方法中步骤400至步骤600的流程示意图。

图7为本申请实施例中的包含有步骤700的快速成像式亮度测量方法的流程示意图。图8为本申请实施例中的快速成像式亮度测量装置的结构示意图。

图9为本申请实施例中的包含有解码模块30的快速成像式亮度测量装置的结构示意图。

图10为本申请实施例中的包含有参数设置模块00的快速成像式亮度测量装置的结构示意图。

图11为本申请实施例中的快速成像式亮度测量装置中用户程序装载模块40、处理方式获取模块50和分析模块60的结构示意图。

图12为本申请实施例中的包含有处理结果输出模块70的快速成像式亮度测量装置的结构示意图。

图13为本申请应用实例中的应用所述成像亮度计实现所述快速成像式亮度测量方法的逻辑示意图。

图14为本申请实施例中的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

考虑到现有的视频录制式动态测量技术存在的采样率与动态范围的不足就导致传统设备根本无法进行真正意义上的动态测量的问题，本申请提供一种快速成像式亮度测量方法、装置、可编程成像亮度计、电子设备及计算机可读存储介质，通过控制多个图像采集装置同时且以相同的采集频率对同一目标动态场景进行连续图像采集，其中，各个所述图像采集装置均采用全局快门，且至少两个所述图像采集装置的采集亮度范围不同；对各个所述图像采集装置在同一时刻采集的目标场景的图像进行本地HDR合成处理，分别得到并本地存储所述目标动态场景对应在各个所述时刻的合成亮度图像，其中，各个所述合成亮度图像均用于显示各自对应的一时刻的场景的亮度范围，能够有效实现动态场景的快速成像式亮度范围测量，并能够有效提高针对动态场景的连续图像的采集、处理效率，进而能够提高亮度数据的采样率、准确性和抗模糊化能力，并提供更高的实时亮度动态范围，进而能够在测量行业或消费级产品应用中均能够实现对动态环境场景的准确且可靠的实时亮度范围测量。

在本申请的一个或多个实施例中，所述图像采集装置为用于采集对应场景图像的设备，例如摄像机以及其他带有光电成像功能的设备，如CCD、CMOS等图像传感器。

在本申请的一个或多个实施例中，所述目标动态场景为设置在同一区域的多个图像采集装置采集的同一动态场景。具体来说，在同一区域内的各个所述图像采集装置的图像采集镜头均提前设置为对应同一采集方向，即设置在同一区域内的各个所述图像采集装置从多个角度采集同一动态场景。

在本申请的一个或多个实施例中，HDR合成过程为：先将同一场景的多张图像数据进行筛选，丢弃无效数据或从多张有效数据中选择最优数据使用，最终得到一张更高亮度范围的图像数据。相对应的，所述合成亮度图像为经HDR合成过程后得到的图像，且该图像可以以亮度标记的方式显示对应的时刻的目标场景的亮度。

基于上述内容，本申请还提供一种快速成像式亮度测量装置，快速成像式亮度测量装置具体可以为一种处理器A1，参见图1，该处理器A1设置在一可编程成像亮度计B1中，可以与多个图像采集装置C1集成设置在该可编程成像亮度计中。其中，用户可以直接操作所述可编程成像亮度计B1。处理器A1控制多个图像采集装置同时且以相同的采集频率对同一目标动态场景进行连续图像采集，其中，各个所述图像采集装置均采用全局快门，且至少两个所述图像采集装置的采集亮度范围不同；对各个所述图像采集装置在同一时刻采集的目标场景的图像进行本地HDR合成处理，分别得到并本地存储所述目标动态场景对应在各个所述时刻的合成亮度图像，其中，各个所述合成亮度图像均用于显示各自对应的一时刻的场景的亮度范围。

在上述内容的基础上，所述可编程成像亮度计B1上还可以设有API接口，用户使用可编程成像亮度计B1提供的API接口，编写亮度数据分析程序，处理器A1执行分析程序并将分析结果进行显示或通过用户接口输出。

另外，所述可编程成像亮度计B1还可以与至少一个客户端设备通信连接，将所述合成亮度图像的处理结果发送至对应的客户端设备。

可以理解的是，所述客户端设备可以包括智能手机、平板电子设备、网络机顶盒、便携式计算机、台式电脑、个人数字助理(PDA)、车载设备、智能穿戴设备等。其中，所述智能穿戴设备可以包括智能眼镜、智能手表、智能手环等。

基于上述内容，本申请能够有效实现动态场景的快速成像式亮度测量，并能够有效实现动态场景的快速成像式亮度范围测量，并能够有效提高针对动态场景的连续图像的采集、处理效率，进而能够提高亮度数据的采样率、准确性和抗模糊化能力，并提供更高的实时亮度动态范围，进而能够在测量行业或消费级产品应用中均能够实现对动态环境场景的准确且可靠的实时亮度范围测量。具体通过下述各个实施例及应用实例说明。

本申请提供一种执行主体为处理器的快速成像式亮度测量方法的实施例，参见图2，所述快速成像式亮度测量方法具体包含有如下内容：

步骤100：控制多个图像采集装置同时且以相同的采集频率对同一目标动态场景进行连续图像采集，其中，各个所述图像采集装置均采用全局快门，且至少两个所述图像采集装置的采集亮度范围不同。

可以理解的是，通过应用多个图像采集装置同时且以相同的采集频率对同一目标动态场景进行连续图像采集，能够有效提高针对动态场景的连续图像亮度测量结果的准确性和可靠性，且通过至少两个所述图像采集装置的采集亮度范围不同，能够提供更高的亮度动态范围。

其中，可编程成像亮度计应用全局快门图像传感器，能快速完成整个测量场景的瞬时光电转换，避免卷帘快门图像传感器逐行光电转换导致的图像果冻效应。采用同步实时数据采集与存储，通过应用具备面型亮度测量功能图像传感器以用于动态场景的亮度测量。

步骤200：对各个所述图像采集装置在同一时刻采集的目标场景的图像进行本地HDR合成处理，得到并本地存储所述目标动态场景对应在各个所述时刻的合成亮度图像，其中，各个所述合成亮度图像用于表示各自对应采集时刻的场景的目标亮度范围。

其中，根据高速运动物体在某一特定时刻相对测量装置静止原理，各个所述图像采集装置在同一时刻采集到的为同一目标动态场景中的某一静态场景，该静态场景即为本申请的一个或多个实施例中所述的目标场景。

在步骤200中，所述处理器可以控制设在同一可编程成像亮度计中的本地数据处理单元对各个所述图像采集装置在同一时刻采集的目标场景的图像进行本地HDR合成处理，并控制设在同一可编程成像亮度计中的本地数据存储单元对于所述目标动态场景对应在各个所述时刻的合成亮度图像进行本地存储，也就是说，本申请实施例提供的快速成像式亮度测量方法，采用了多设备分测高低亮度、使用全局快们图像传感器、***自带数据存储单元、***可进行实时数据分析、亮度数据可按视频流格式保存、支持运行用户脚本程序等方式，能够有效实现动态场景的快速成像式亮度范围测量，并能够有效提高针对动态场景的连续图像的采集、处理效率，进而能够提高亮度数据的采样率、准确性和抗模糊化能力，并提供更高的实时亮度动态范围。

为了进一步提高亮度数据的采样率，本申请提供的执行主体为处理器的快速成像式亮度测量方法的实施例中，参见图3，所述快速成像式亮度测量方法的步骤200具体包含有如下内容：

步骤201：同时获取与自身设置在同一区域内的各个图像采集装置在同一时刻采集的目标场景的图像，并应用本地数据处理单元实时对各个所述图像采集装置在同一时刻采集的目标场景的图像进行本地HDR合成处理。

基于此，本申请实施例提供的快速成像式亮度测量方法，能够在提高针对动态场景的连续图像亮度测量结果的准确性和可靠性的基础上，还能够并行获取各个所述图像采集装置采集的目标动态场景的图像，并直接对采集到的图像数据进行HDR合成处理，无需传输数据至客户端或PC端进行图像处理，进而能够有效提高快速成像式亮度计的测量效率。

为了进一步提高亮度数据的采样率，本申请提供的执行主体为处理器的快速成像式亮度测量方法的实施例中，参见图3，在所述快速成像式亮度测量方法的步骤200具体包含有如下内容：

步骤202：将各个所述合成亮度图像根据对应的采集时刻进行编码处理，得到对应的亮度视频流文件，并应用本地数据存储单元对该亮度视频流文件进行本地存储。

可以理解的是，所述处理器将最终处理后的有效亮度数据通过亮度流文件的方式压缩存储，便于数据存储与传输。基于此，本申请实施例提供的快速成像式亮度测量方法，能够有效提高亮度图像处理与存储效率。

基于上述步骤202，参见图4，在所述快速成像式亮度测量方法的步骤202之后还具体包含有如下内容：

步骤300：对所述亮度视频流文件进行解码以得到所述目标动态场景在任一时刻的亮度分布。

为了进一步提高针对动态场景的连续图像亮度测量结果的准确性和可靠性，在本申请的一个实施例中，参见图5，所述快速成像式亮度测量方法的步骤100之前还具体包含有如下内容：

步骤000：将与自身设置在同一区域内的各个图像采集装置的设置参数进行调整，使得至少两个所述图像采集装置的采集亮度范围差大于或等于预设差值；

其中，所述设置参数包括：曝光时间、光圈大小和图像增益参数中的至少一项。

另外，为了在提高针对动态场景的连续图像亮度测量结果的准确性和可靠性的基础上，还能够进一步实现成像亮度计的可编程及支持运行用户脚本程序等方式功能，以进一步提高测量效率，在本申请的快速成像式亮度测量方法的一个实施例中，参见图6，所述快速成像式亮度测量方法还具体包含有如下内容：

步骤400：获取用户编写的亮度数据分析程序，并将该亮度数据分析程序保存至对应的用户程序存储区。

步骤500：自所述用户程序存储区读取所述亮度数据分析程序以得到对应的亮度数据处理方式，其中，所述亮度数据处理方式包括：对目标场景任意位置的亮度进行提取、亮度视频流文件解码、应用亮度数据分析得到特定分析结果及图像处理结果外发中的至少一项。

也就是说，所述快速成像式亮度测量方法对得到的亮度图像进行处理，具体处理放方式取决于客户端的处理逻辑，例如用户级脚本(Script)逻辑，所述快速成像式亮度测量方法输出为用户脚本程序处理后的最终结果或控制信号，而非传统的相机灰度数据。

步骤600：基于所述亮度数据处理方式，将所述目标动态场景对应在各个所述时刻的合成亮度图像进行对应处理。

为了能够在提高测量效率的基础上，进一步提高成像式亮度测量的智能化程度，在本申请的一个实施例中，参见图7，所述快速成像式亮度测量方法中的步骤600之后，还可以包含有下述内容：

步骤700：将所述合成亮度图像的处理结果进行显示，和/或，将所述合成亮度图像的处理结果发送至对应的用户客户端。

针对现有的成像亮度计均使用卷帘快门式成像传感器，当使用卷帘快门相机进行动态测量时存在且不可避免的会出现果冻效应，进而导致当使用卷帘快门成像传感器就决定了设备只能进行静态测量，当用于动态测量时果冻效应将导致被测对象物体的扭曲的问题，在本申请的快速成像式亮度测量方法的一个实施例中，所述快速成像式亮度测量方法中的各个所述图像采集装置均采用全局快门，进而能够有效避免高速拍摄时出现果冻效应，进而进一步提高针对动态场景的连续图像亮度测量结果的准确性和可靠性。

另外，在本申请的快速成像式亮度测量方法的一个实施例中，提供了一种硬件触发方式，在步骤100之前还具体包含有如下内容：

接收硬件触发指令；

根据所述硬件触发指令，控制多个图像采集装置同时且以相同的采集频率对同一目标动态场景进行连续图像采集；

相对应的，所述快速成像式亮度测量方法还具体包含有如下内容：

接收硬件关闭指令。

根据所述硬件关闭指令控制各个所述图像采集装置停止图像采集。

在本申请的快速成像式亮度测量方法的一个实施例中，提供了一种软件触发方式，在步骤100之前还具体包含有如下内容：

无须接收客户端发送的图像采集、采集频率等指令，因为对于某一特定的场景，用户可通过对本亮度计进行编程的方式简化设计并同时提升效率。

根据所述图像采集指令，控制多个所述图像采集装置同时且以该图像采集指令中的采集频率对同一目标动态场景进行连续图像采集。

相对应的，所述动态场景的亮度范围测量方法还具体包含有如下内容：

若所述图像采集指令中还包含有预设采集时长，则在各个所述图像采集装置的采集时长达到预设采集时长后，控制各个所述图像采集装置停止图像采集，或者，若接收到客户端发送的停止采集指令，控制各个所述图像采集装置停止图像采集。

从上述描述可知，本申请实施例提供的快速成像式亮度测量方法，能够在提高针对动态场景的连续图像亮度测量结果的准确性和可靠性的基础上，还能够并行获取各个所述图像采集装置采集的目标动态场景的图像，并直接对采集到的图像数据进行HDR合成处理，无需传输至客户端或PC端进行图像处理，进而能够有效提高快速成像式亮度范围的测量效率；还能够并行获取各个所述图像采集装置采集的目标动态场景的图像，并直接对采集到的图像数据进行HDR合成处理，无需传输至客户端或PC端进行图像处理，进而能够有效提高快速成像式亮度范围的测量效率；能够有效提高图像处理结果的传输效率；还能够进一步提高所述快速成像式亮度测量方法的智能化程度；能够有效避免高速拍摄时出现果冻效应，进而进一步提高针对动态场景的连续图像亮度测量结果的准确性和可靠性。

为了能够有效实现动态场景的快速成像式亮度范围测量，并能够有效提高针对动态场景的连续图像的采集、处理效率，进而能够提高亮度数据的采样率、准确性和抗模糊化能力，并提供更高的实时亮度动态范围，进而能够在测量行业或消费级产品应用中均能够实现对动态环境场景的准确且可靠的实时亮度范围测量，本申请提供一种用于执行所述快速成像式亮度测量方法中全部或部分内容的快速成像式亮度测量装置的实施例，参见图8，所述快速成像式亮度测量装置具体包含有如下内容：

动态图像采集模块10，用于控制多个图像采集装置同时且以相同的采集频率对同一目标动态场景进行连续图像采集，其中，各个所述图像采集装置均采用全局快门，且至少两个所述图像采集装置的采集亮度范围不同。

动态图像处理模块20，用于对各个所述图像采集装置在同一时刻采集的目标场景的图像进行本地HDR合成处理，得到并本地存储所述目标动态场景对应在各个所述时刻的合成亮度图像，其中，各个所述合成亮度图像用于表示各自对应采集时刻的场景的目标亮度范围。

为了进一步提高亮度数据的采样率，本申请提供的快速成像式亮度测量装置的实施例中，所述快速成像式亮度测量装置的动态图像处理模块20具体包含有如下内容：

HDR合成单元21，用于同时获取与自身设置在同一区域内的各个图像采集装置在同一时刻采集的目标场景的图像，并应用本地数据处理单元实时对各个所述图像采集装置在同一时刻采集的目标场景的图像进行本地HDR合成处理。

基于此，本申请实施例提供的快速成像式亮度测量装置，能够在提高针对动态场景的连续图像亮度测量结果的准确性和可靠性的基础上，还能够并行获取各个所述图像采集装置采集的目标动态场景的图像，并直接对采集到的图像数据进行HDR合成处理，无需传输至客户端或PC端进行图像处理，进而能够有效提高快速成像式亮度范围的测量效率。

为了进一步提高亮度数据的采样率，本申请提供的快速成像式亮度测量装置的实施例中，所述快速成像式亮度测量装置的动态图像处理模块20还具体包含有如下内容：

编码模块22，用于将各个所述合成亮度图像根据对应的采集时刻进行编码处理，得到对应的亮度视频流文件，并应用本地数据存储单元对该亮度视频流文件进行本地存储。

基于上述编码模块22，参见图9，所述快速成像式亮度测量装置还具体包含有如下内容：

解码模块30，用于对所述亮度视频流文件进行解码以得到所述目标动态场景在任一时刻的亮度分布。

可以理解的是，所述处理器将最终处理后的有效亮度数据通过流文件的方式压缩存储，方便数据保存与传输。基于此，本申请实施例提供的快速成像式亮度测量装置，能够有效提高图像处理结果的传输效率。

为了进一步提高针对动态场景的连续图像亮度测量结果的准确性和可靠性，在本申请的一个实施例中，参见图10，所述快速成像式亮度测量装置还具体包含有如下内容：

参数设置模块00，用于将与自身设置在同一区域内的各个图像采集装置的设置参数进行调整，使得至少两个所述图像采集装置的采集亮度范围差大于或等于预设差值；

其中，所述设置参数包括：曝光时间、光圈大小和图像增益参数中的至少一项。

另外，为了在提高针对动态场景的连续图像亮度测量结果的准确性和可靠性的基础上，还能够进一步提高所述快速成像式亮度测量装置的智能化程度，在本申请的快速成像式亮度测量装置的一个实施例中，参见图11，所述快速成像式亮度测量装置还具体包含有如下内容：

用户程序装载模块40，获取用户编写的亮度数据分析程序，并将该亮度数据分析程序保存至对应的用户程序存储区。也就是说，***设有用户程序存储区域与程序引导接口用于存储用户编写的亮度数据分析程序，并引导程序按***API约定方式运行。

可以理解的是，所述预设图像处理方式可以具体包含有亮度标注和预设数据分析中的至少一项，还可以包含有其他内容。

处理方式获取模块50，用于自所述用户程序存储区读取所述亮度数据分析程序以得到对应的亮度数据处理方式。

可以理解的是，所述亮度数据处理方式包括：对目标场景任意位置的亮度进行提取、亮度视频流文件解码、应用亮度数据分析得到特定分析结果及图像处理结果外发中的至少一项。

也就是说，所述快速成像式亮度测量方法对得到的亮度图像进行处理，具体处理放方式取决于客户的处理逻辑，例如用户级脚本逻辑，所述快速成像式亮度测量方法输出为用户脚本程序处理后的最终结果或控制信号，而非传统的相机灰度数据。

分析模块60，用于基于所述亮度数据处理方式，将所述目标动态场景对应在各个所述时刻的合成亮度图像进行对应处理。

针对现有的成像亮度计均使用卷帘快门式成像传感器，当使用卷帘快门相机进行动态测量时存在，不可避免的会出现果冻效应，进而导致当使用卷帘快门成像传感器就决定了设备只能进行静态测量，当用于动态测量时果冻效应将导致被测对象物体的扭曲的问题，在本申请的快速成像式亮度测量装置的一个实施例中，所述快速成像式亮度测量装置中的各个所述图像采集装置均采用全局快门，进而能够有效避免高速拍摄时出现果冻效应，进而进一步提高针对动态场景的连续图像亮度测量结果的准确性和可靠性。

为了能够在提高测量效率的基础上，进一步提高成像式亮度测量的智能化程度，在本申请的一个实施例中，参见图12，所述快速成像式亮度测量装置还可以包含有下述内容：

处理结果输出模块70，用于将所述合成亮度图像的处理结果进行显示，和/或，将所述合成亮度图像的处理结果发送至对应的用户客户端。

从上述描述可知，本申请实施例提供的快速成像式亮度测量装置，能够在提高针对动态场景的连续图像亮度测量结果的准确性和可靠性的基础上，还能够并行获取各个所述图像采集装置采集的目标动态场景的图像，并直接对采集到的图像数据进行HDR合成处理，无需传输至客户端或PC端进行图像处理，进而能够有效提高快速成像式亮度范围的测量效率；能够有效提高图像处理结果的传输效率；还能够进一步提高所述快速成像式亮度测量方法的智能化程度；能够有效避免高速拍摄时出现果冻效应，进而进一步提高针对动态场景的连续图像亮度测量结果的准确性和可靠性。

为了能够有效实现动态场景的快速成像式亮度范围测量，并能够有效提高针对动态场景的连续图像的采集、处理效率，进而能够提高亮度数据的采样率、准确性和抗模糊化能力，并提供更高的实时亮度动态范围，进而能够在测量行业或消费级产品应用中均能够实现对动态环境场景的准确且可靠的实时亮度范围测量，本申请提供还提供一种包含有上述快速成像式亮度测量装置的成像亮度计的实施例，所述成像亮度计具体包含有如下内容：

所述快速成像式亮度测量装置，以及，与该快速成像式亮度测量装置集成设置的多个所述图像采集装置，所述可编程成像亮度计中设有用户程序存储区域与程序引导接口所述用户程序存储区域用于接收用户编写的亮度数据分析程序，所述程序引导接口用于指定用户程序的执行起始位置与编写方式，若所述快速成像式亮度测量装置内具有与程序引导接口匹配的用户程序，则即可在该快速成像式亮度测量装置上运行该用户程序。

从上述描述可知，本申请实施例提供的成像亮度计，能够在提高针对动态场景的连续图像亮度测量结果的准确性和可靠性的基础上，还能够并行获取各个所述图像采集装置采集的目标动态场景的图像，并直接对采集到的图像数据进行HDR合成处理，无需传输至客户端或PC端进行图像处理，进而能够有效提高快速成像式亮度范围的测量效率；能够有效提高图像处理结果的传输效率；还能够进一步提高所述快速成像式亮度测量方法的智能化程度；能够有效避免高速拍摄时出现果冻效应，进而进一步提高针对动态场景的连续图像亮度测量结果的准确性和可靠性。

为了更进一步说明本方案，参见图13，本申请还提供一种应用所述成像亮度计实现所述快速成像式亮度测量方法的具体应用实例，具体如下：

本应用实例旨在填补当前动态亮度测量***空白，实现变化场景和环境照明参数的高动态范围动态测量，提高测量效率并简化***集成。为解决隧道等亮度对比度大且动态变化的场景亮度无法快速准确测量的问题，我们采用了多台(两台及以上)成像亮度计同步采样、高速HDR合成、本地数据实时存储的等方式。

S1：多设备同步以相同频率采集同一动态场景A的图像；其中，多台相机在同一时刻通过硬件触发的方式保证测量起始时间点的一致性，通过控制不同相机曝光时间、光圈、与图像增益，实现至少一个相机进行低亮度范围采样、至少一个相机进行高亮度范围采样。

S2：处理单元接收各设备实时发送的采集于同一时刻t1的多个同一场景的图像；亮度计内部集成嵌入式图像处理***，实现同一时刻不同相机数据的并行接收，使用硬件加速方式逐点对每***立相机灰度数据进行筛选，使用HDR合成算法得到更高动态范围的中间亮度数据。

其中，亮度计内部集成图像处理***单元最大的有优势为可以对原始数据进行实时处理与筛选，无需像现有技术需要将数据传送到PC端，PC端分析软件再根据合成算法剔除掉无效的亮度数据。

S3：对同一时刻t1的多个同一场景I的图像进行HDR合成。

S4：本亮度计支持对场景得到的亮度图像进行处理，具体处理放方式取决于用户级脚本逻辑，本亮度计输1出为用户脚本程序处理后的最终结果或控制信号，而不是传统的相机灰度数据。

S5：通过逐点对同一时刻多张图像灰度值范围的筛选，即，不同位置相机，同一目标点的不同灰度值，逐点筛选最优值；进而得到合理曝光的图像；本可编程亮度计对HDR合成后的亮度图像使用类似视频编码方式进行高速存储，***支持亮度数据的编码与解码过程，通过解码最终数据文件可依次还原得到场景对应的亮度图像。

S6：针对HDR合成后的各个亮度图像，应用内置算法或用户编辑分析逻辑得到对应分析结果，然后调用***输出接口，实现分析结果的输出或显示。

S7：返回S2，重复S3-S6，直到得到预设周期内的全部时刻的目标动态场景的合理曝光的图像，即合成亮度图像。

S8：将各时刻的图像按拍摄时间进行顺序编码，得到对应的视频流，亮度视频流即为将场景最终处理后的各个有效亮度数据通过流文件的方式压缩存储，方便数据保存与传输。同时亮度视频流解码后即可提取得到对应场景的亮度数据，用户可对该数据进行分析处理。

从上述描述可知，本申请应用实例提供的应用所述成像亮度计实现所述快速成像式亮度测量方法，采用了多台(两台及以上)成像亮度计同时采样、高速HDR合成、本地数据实时存储等方式，具有以下技术创新点：

1.以多台成像亮度计同时工作来代替单台成像亮度计多次曝光，换取瞬态测量的时间，从而实现更短单次测量时间、更高亮度动态范围。将最初串行测量过程转化为并行测量过程大大缩短单次测量时间，通过不同相机分别测量低亮与高亮也极大的提高了单次测量亮度动态范围。

2.采用全局快门图像传感器，避免动态测量过程中亮度计与被测对象相对快速移动引起的果冻效应。

3.采用集成数据分析功能亮度计主机，为了进一步提高亮度计采样帧率，本***采用采样相机与数据处理***融合式架构，去掉传统方式中间数据传输过程，压缩数据传输时间从而提高动态采样率。

4.用户可编程设计模式，***允许运行用户定制数据处理与分析逻辑脚本文件，实现亮度计直接输出用户分析结果，简化***集成过程。

为了有效实现动态场景的快速成像式亮度测量，并能够有效提高针对动态场景的连续图像亮度测量结果的准确性和可靠性，并提供更高的亮度动态范围，本申请的实施例还提供能够实现上述实施例中的快速成像式亮度测量方法中全部步骤的一种电子设备的具体实施方式，参见图14，所述电子设备具体包括如下内容：

处理器(processor)601、存储器(memory)602、通信接口(CommunicationsInterface)603和总线604；

其中，所述处理器601、存储器602、通信接口603通过所述总线604完成相互间的通信；所述通信接口603用于实现快速成像式亮度测量装置、客户终端、图像采集装置以及其他参与设备之间的信息传输；

所述处理器601用于调用所述存储器602中的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述实施例中的快速成像式亮度测量方法中的全部步骤，例如，所述处理器执行所述计算机程序时实现下述步骤：

步骤100：控制多个图像采集装置同时且以相同的采集频率对同一目标动态场景进行连续图像采集，其中，各个所述图像采集装置均采用全局快门，且至少两个所述图像采集装置的采集亮度范围不同。

步骤200：对各个所述图像采集装置在同一时刻采集的目标场景的图像进行本地HDR合成处理，得到并本地存储所述目标动态场景对应在各个所述时刻的合成亮度图像，其中，各个所述合成亮度图像用于表示各自对应采集时刻的场景的目标亮度范围。

从上述描述可知，本申请实施例提供的电子设备，能够在提高针对动态场景的连续图像亮度测量结果的准确性和可靠性的基础上，还能够并行获取各个所述图像采集装置采集的目标动态场景的图像，并直接对采集到的图像数据进行HDR合成处理，无需传输至客户端或PC端进行图像处理，进而能够有效提高快速成像式亮度范围的测量效率；能够有效提高图像处理结果的传输效率；还能够进一步提高所述快速成像式亮度测量方法的智能化程度；能够有效避免高速拍摄时出现果冻效应，进而进一步提高针对动态场景的连续图像亮度测量结果的准确性和可靠性。

本申请的实施例还提供能够实现上述实施例中的快速成像式亮度测量方法中全部步骤的一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中的快速成像式亮度测量方法的全部步骤，例如，所述处理器执行所述计算机程序时实现下述步骤：

步骤100：控制多个图像采集装置同时且以相同的采集频率对同一目标动态场景进行连续图像采集，其中，各个所述图像采集装置均采用全局快门，且至少两个所述图像采集装置的采集亮度范围不同。

步骤200：对各个所述图像采集装置在同一时刻采集的目标场景的图像进行本地HDR合成处理，得到并本地存储所述目标动态场景对应在各个所述时刻的合成亮度图像，其中，各个所述合成亮度图像用于表示各自对应采集时刻的场景的目标亮度范围。

从上述描述可知，本申请实施例提供的计算机可读存储介质，能够在提高针对动态场景的连续图像亮度测量结果的准确性和可靠性的基础上，还能够并行获取各个所述图像采集装置采集的目标动态场景的图像，并直接对采集到的图像数据进行HDR合成处理，无需传输至客户端或PC端进行图像处理，进而能够有效提高快速成像式亮度范围的测量效率；能够有效提高图像处理结果的传输效率；还能够进一步提高所述快速成像式亮度测量方法的智能化程度；能够有效避免高速拍摄时出现果冻效应，进而进一步提高针对动态场景的连续图像亮度测量结果的准确性和可靠性。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于硬件+程序类实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

虽然本申请提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的装置或客户端产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境)。

上述实施例阐明的***、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体的，计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、车载人机交互设备、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

本领域技术人员应明白，本说明书的实施例可提供为方法、***或计算机程序产品。因此，本说明书实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。

本说明书实施例可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本说明书实施例，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于***实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本说明书实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述仅为本说明书的实施例而已，并不用于限制本说明书实施例。对于本领域技术人员来说，本说明书实施例可以有各种更改和变化。凡在本说明书实施例的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书实施例的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种快速成像式亮度测量方法，其特征在于，包括：

控制多个图像采集装置同时且以相同的采集频率对同一目标动态场景进行连续图像采集，其中，各个所述图像采集装置均采用全局快门，且至少两个所述图像采集装置的采集亮度范围不同；

对各个所述图像采集装置在同一时刻采集的目标场景的图像进行本地HDR合成处理，得到并本地存储所述目标动态场景对应在各个所述时刻的合成亮度图像，其中，各个所述合成亮度图像用于表示各自对应采集时刻的场景的目标亮度范围。

2.根据权利要求1所述的快速成像式亮度测量方法，其特征在于，所述对各个所述图像采集装置在同一时刻采集的目标场景的图像进行本地HDR合成处理，包括：

同时获取与自身设置在同一区域内的各个图像采集装置在同一时刻采集的目标场景的图像，并应用本地数据处理单元实时对各个所述图像采集装置在同一时刻采集的目标场景的图像进行本地HDR合成处理。

3.根据权利要求1所述的快速成像式亮度测量方法，其特征在于，所述得到并本地存储所述目标动态场景对应在各个所述采集时刻的合成亮度图像，包括：

将各个所述合成亮度图像根据对应的采集时刻进行编码处理，得到对应的亮度视频流文件，并应用本地数据存储单元对该亮度视频流文件进行本地存储；

相对应的，所述快速成像式亮度测量方法还包括：

对所述亮度视频流文件进行解码以得到所述目标动态场景在任一时刻的亮度分布。

4.根据权利要求1所述的快速成像式亮度测量方法，其特征在于，在所述控制多个图像采集装置同时且以相同的采集频率对同一目标动态场景进行连续图像采集之前，还包括：

将与自身设置在同一区域内的各个图像采集装置的设置参数进行调整，使得至少两个所述图像采集装置的采集亮度范围差大于或等于预设差值；

其中，所述设置参数包括：曝光时间、光圈大小和图像增益参数中的至少一项。

5.根据权利要求1所述的快速成像式亮度测量方法，其特征在于，还包括：

获取用户编写的亮度数据分析程序，并将该亮度数据分析程序保存至对应的用户程序存储区；

自所述用户程序存储区读取所述亮度数据分析程序以得到对应的亮度数据处理方式，其中，所述亮度数据处理方式包括：对目标场景任意位置的亮度进行提取、亮度视频流文件解码、应用亮度数据分析得到特定分析结果及图像处理结果外发中的至少一项；

基于所述亮度数据处理方式，将所述目标动态场景对应在各个所述时刻的合成亮度图像进行对应处理。

6.根据权利要求5所述的快速成像式亮度测量方法，其特征在于，在所述将所述目标动态场景对应在各个所述时刻的合成亮度图像进行对应处理之后，还包括：将所述合成亮度图像的处理结果进行显示，和/或，将所述合成亮度图像的处理结果发送至对应的用户客户端。

7.一种快速成像式亮度测量装置，其特征在于，包括：

动态图像采集模块，用于控制多个图像采集装置同时且以相同的采集频率对同一目标动态场景进行连续图像采集，其中，各个所述图像采集装置均采用全局快门，且至少两个所述图像采集装置的采集亮度范围不同；

动态图像处理模块，用于对各个所述图像采集装置在同一时刻采集的目标场景的图像进行本地HDR合成处理，得到并本地存储所述目标动态场景对应在各个所述时刻的合成亮度图像，其中，各个所述合成亮度图像用于表示各自对应采集时刻的场景的目标亮度范围。

8.一种可编程成像亮度计，其特征在于，包括：如权利要求7所述的快速成像式亮度测量装置，以及，与该快速成像式亮度测量装置集成设置的多个所述图像采集装置；

所述可编程成像亮度计中设有用户程序存储区域与程序引导接口所述用户程序存储区域用于接收用户编写的亮度数据分析程序，所述程序引导接口用于指定用户程序的执行起始位置与编写方式，若所述快速成像式亮度测量装置内具有与程序引导接口匹配的用户程序，则即可在该快速成像式亮度测量装置上运行该用户程序。

9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1至6任一项所述的快速成像式亮度测量方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6任一项所述的快速成像式亮度测量方法的步骤。