CN114900617A - 补光方法、装置、设备、存储介质及补光亮度调整装置 - Google Patents

补光方法、装置、设备、存储介质及补光亮度调整装置 Download PDF

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Abstract

本公开提供一种补光方法、装置、设备、存储介质及补光亮度调整装置，涉及传感器技术领域。该方法包括：根据设置在传感器中的补光光源获得多个候选补光方案，对于其中的各个候选补光方案，在传感器进行拍摄时控制补光光源按照候选补光方案进行补光，获得拍摄得到的第一图像；对第一图像进行分区处理，获得第一图像的中心区域和角区域；获得第一图像的中心区域的平均亮度和第一图像的角区域的平均亮度；根据第一图像的中心区域的平均亮度和第一图像的角区域的平均亮度获得亮度差指标值；获得多个候选补光方案中亮度差指标值最小的候选补光方案为目标补光方案，以在传感器进行拍摄时通过目标补光方案进行补光。该方法提高了传感器解码效率和准确率。

Description

补光方法、装置、设备、存储介质及补光亮度调整装置
技术领域
本公开涉及传感器技术领域，具体而言，涉及一种补光方法、装置、电子设备、可读存储介质及补光亮度调整装置。
背景技术
在电商仓储的“货到人”拣选***中，自导航车辆(Automated Guided Vehicle，AGV)主要利用二维码进行导航，二维码导航传感器是其核心零部件，能够提供AGV在仓库内的位置及AGV相对于二维码的位姿信息。二维码导航传感器与常用的二维码读码器类似，都是先采用摄像头拍摄图片，然后对图片进行解析。拍摄图片的质量是影响解析结果的最主要的决定性因素。
二维码导航传感器工作时会随AGV进行高速移动，因此摄像头一般采用全局快门且快门时间固定。为了保证成像视野内光照充足，二维码导航传感器内部通常配有补光灯板，可以对被拍摄区域进行补光。
为了在紧凑的AGV内部空间中方便快捷地安装二维码导航传感器，需要将其体积设计的尽可能小巧。而从AGV运动控制的角度，则还要求二维码导航传感器的可解码视野尽可能的大。而补光灯板一般安装在二维码导航传感器内部，所以通常采用紧凑分布的灯珠作为补光灯板的光源，照亮远大于补光灯板尺寸的成像视野。
由于电子元器件存在一致性差异，例如，每一个红外灯珠、恒流驱动电路器件、成像元件、阻容等存在差异，相同器件不同批次之间也存在差异，导致最终图像亮度存在差异。另外随着工作时间的增加，红外灯珠的发光效率逐渐降低，导致图像亮度逐渐降低。这些因素都可能会导致采用固定驱动电流的补光灯板的图像亮度及均匀性存在变化，进而会影响解码的效率和准确率。
如上所述，如何调整传感器补光的亮度以提高传感器的解码效率和准确率成为亟待解决的问题。
在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本公开的目的在于提供一种补光方法、装置、电子设备、可读存储介质及补光亮度调整装置，可以通过调整传感器补光的亮度实现提高传感器的解码效率和准确率。
本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。
根据本公开的一方面，提供一种补光方法，包括：根据设置在传感器中的补光光源获得多个候选补光方案；对于所述多个候选补光方案中的各个候选补光方案，在所述传感器进行拍摄时控制所述补光光源按照所述候选补光方案进行补光，获得拍摄得到的第一图像；对所述第一图像进行分区处理，获得所述第一图像的中心区域和角区域；获得所述第一图像的中心区域的平均亮度和所述第一图像的角区域的平均亮度；根据所述第一图像的中心区域的平均亮度和所述第一图像的角区域的平均亮度获得亮度差指标值；将所述多个候选补光方案中所述亮度差指标值最小的候选补光方案确定为目标补光方案，以在所述传感器进行拍摄时控制所述补光光源按照所述目标补光方案进行补光。
根据本公开的一实施例，所述第一图像的角区域包括所述第一图像的多个角的区域；根据所述第一图像的中心区域的平均亮度和所述第一图像的角区域的平均亮度获得亮度差指标值，包括：获得所述第一图像的中心区域的平均亮度与所述第一图像的各个角的区域的平均亮度的差的平均值，作为所述亮度差指标值。
根据本公开的一实施例，所述方法还包括：判断所述第一图像的中心区域的平均亮度是否小于第一亮度阈值，所述第一亮度阈值根据所述传感器的采样位数获得；将所述多个候选补光方案中所述亮度差指标值最小的候选补光方案确定为目标补光方案，包括：若确定所述第一图像的中心区域的平均亮度小于所述第一亮度阈值，将所述多个候选补光方案中所述亮度差指标值最小的候选补光方案确定为目标补光方案。
根据本公开的一实施例，所述方法还包括：判断所述第一图像的中心区域的平均亮度是否大于第二亮度阈值，所述第二亮度阈值为将所述第一亮度阈值乘以预设系数获得；若确定所述第一图像的中心区域的平均亮度小于所述第一亮度阈值，将所述多个候选补光方案中所述亮度差指标值最小的候选补光方案确定为目标补光方案，包括：若确定所述第一图像的中心区域的平均亮度小于所述第一亮度阈值，并且确定所述第一图像的中心区域的平均亮度大于所述第二亮度阈值，将所述多个候选补光方案中所述亮度差指标值最小的候选补光方案确定为目标补光方案。
根据本公开的一实施例，对所述第一图像进行分区处理，获得所述第一图像的中心区域和角区域，包括：将所述第一图像均匀划分为目标数量个子区域；将所述第一图像正中心的子区域作为所述第一图像的中心区域；将所述第一图像四个角的子区域作为所述第一图像的角区域。
根据本公开的一实施例，所述补光光源包括多个灯珠组，所述多个灯珠组中的各个灯珠组包括多个亮度等级；根据设置在传感器中的补光光源获得多个候选补光方案，包括：对于所述多个灯珠组中的各个灯珠组，遍历设置各个亮度等级，获得所述多个候选补光方案。
根据本公开的再一方面，提供一种补光亮度调整装置，包括：用于实现如上述任一种方法，所述装置包括：第一固定结构，用于固定传感器；第二固定结构，用于固定评估板；连接结构，用于连接所述第一固定结构和所述第二固定结构，以使所述评估板位于所述传感器的摄像头的正前方；调节结构，设置在所述连接结构上，用于调节所述评估板于所述传感器之间的距离；控制器，与所述传感器相连接，用于控制所述传感器遍历候选补光方案，并控制所述传感器通过其摄像头拍摄所述评估板获得第一图像，以及执行如上述任一种方法。
根据本公开的再一方面，提供一种补光装置，包括：获取模块，用于根据设置在传感器中的补光光源获得多个候选补光方案；图像获得模块，用于对于所述多个候选补光方案中的各个候选补光方案，在所述传感器进行拍摄时控制所述补光光源按照所述候选补光方案进行补光，获得拍摄得到的第一图像；图像处理模块，用于对所述第一图像进行分区处理，获得所述第一图像的中心区域和角区域；亮度优化模块，用于获得所述第一图像的中心区域的平均亮度和所述第一图像的角区域的平均亮度；所述亮度优化模块，还用于根据所述第一图像的中心区域的平均亮度和所述第一图像的角区域的平均亮度获得亮度差指标值；参数确定模块，用于将所述多个候选补光方案中所述亮度差指标值最小的候选补光方案确定为目标补光方案，以在所述传感器进行拍摄时控制所述补光光源按照所述目标补光方案进行补光。
根据本公开的一实施例，所述第一图像的角区域包括所述第一图像的多个角的区域；所述亮度优化模块，还用于获得所述第一图像的中心区域的平均亮度与所述第一图像的各个角的区域的平均亮度的差的平均值，作为所述亮度差指标值。
根据本公开的一实施例，所述亮度优化模块，还用于：判断所述第一图像的中心区域的平均亮度是否小于第一亮度阈值，所述第一亮度阈值根据所述传感器的采样位数获得；所述参数确定模块，还用于若确定所述第一图像的中心区域的平均亮度小于所述第一亮度阈值，将所述多个候选补光方案中所述亮度差指标值最小的候选补光方案确定为目标补光方案。
根据本公开的一实施例，所述亮度优化模块，还用于：判断所述第一图像的中心区域的平均亮度是否大于第二亮度阈值，所述第二亮度阈值为将所述第一亮度阈值乘以预设系数获得；所述参数确定模块，还用于：若确定所述第一图像的中心区域的平均亮度小于所述第一亮度阈值，并且确定所述第一图像的中心区域的平均亮度大于所述第二亮度阈值，将所述多个候选补光方案中所述亮度差指标值最小的候选补光方案确定为目标补光方案。
根据本公开的一实施例，所述图像处理模块，还用于：将所述第一图像均匀划分为目标数量个子区域；将所述第一图像正中心的子区域作为所述第一图像的中心区域；将所述第一图像四个角的子区域作为所述第一图像的角区域。
根据本公开的一实施例，所述补光光源包括多个灯珠组，所述多个灯珠组中的各个灯珠组包括多个亮度等级；所述获取模块，还用于：对于所述多个灯珠组中的各个灯珠组，遍历设置各个亮度等级，获得所述多个候选补光方案。
根据本公开的再一方面，提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器中并可在所述处理器中运行的可执行指令，所述处理器执行所述可执行指令时实现如上述任一种方法。
根据本公开的再一方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机可执行指令，所述可执行指令被处理器执行时实现如上述任一种方法。
本公开的实施例提供的补光方法，对于根据设置在传感器中的补光光源获得的多个候选补光方案中的各个候选补光方案，在传感器进行拍摄时控制补光光源按照候选补光方案进行补光，获得拍摄得到的第一图像，然后对第一图像进行分区处理，获得第一图像的中心区域和角区域，并获得第一图像的中心区域的平均亮度和第一图像的角区域的平均亮度，再根据第一图像的中心区域的平均亮度和第一图像的角区域的平均亮度获得亮度差指标值，最后将多个候选补光方案中亮度差指标值最小的候选补光方案确定为目标补光方案，以在传感器进行拍摄时控制补光光源按照目标补光方案进行补光。本公开的实施例提供的补光方法通过选取中心区域与角区域的平均亮度差最小的候选补光方案，使得补光得到的传感器拍摄图像的亮度更为均匀，可实现补光亮度的自动调优，从而提高了传感器的解码效率和准确率。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本公开。
附图说明
通过参照附图详细描述其示例实施例，本公开的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。
图1示出了一种二维码导航传感器的视野示意图。
图2示出了一种拍摄图像亮度分布示意图。
图3示出了一种补光灯板的灯珠分组示意图。
图4示出本公开实施例中一种补光方法的流程图。
图5示出了图4中所示的步骤S406在一实施例中的处理过程示意图。
图6根据一示例性实施例示出了一种图形分割方案示意图。
图7是根据图4至图6示出的一种补光亮度自动调优流程示意图。
图8是根据一示例性实施例示出的一种补光亮度调整装置的结构示意图。
图9是根据一示例性实施例示出的另一种补光亮度调整装置的结构示意图。
图10示出本公开实施例中一种补光装置的框图。
图11示出本公开实施例中一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施例使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。
此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、方法、装置、实现或者操作以避免喧宾夺主而使得本公开的各方面变得模糊。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。符号“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本公开中，除非另有明确的规定和限定，“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。
如上所述，二维码导航传感器工作时，摄像头在拍摄二维码时通常需要进行补光。图1示出了一种二维码导航传感器的视野示意图。如图1所示，补光灯104设置在二维码导航传感器102上，在二维码导航传感器102的摄像头1022进行拍摄时，补光灯104会照亮二维码导航传感器102的视野，对被拍摄区域进行补光。若补光亮度偏低，则拍摄图像亮度偏暗；若补光亮度过高，则拍摄图像存在过曝光，图像会失真。这两种情况均会影响解码成功率和解码精度。
补光灯板一般安装在二维码导航传感器内部，通常以紧凑的灯珠分布照亮远大于补光灯板尺寸的成像视野。成像视野内部距离灯珠近的区域亮度高，距离灯珠远的区域亮度低。在成像区域内某处的亮度是各个灯珠在该处亮度的叠加。因此，成像视野内图像亮度一般是中心亮、四角暗。图2示出了一种拍摄图像亮度分布示意图。图2中，x、y轴表示拍摄图像所在平面的两个方向，z轴表示拍摄图像上各个点的亮度大小。如图2所示，拍摄图像的中心区域在z轴上的数值较大，越接近正中心数值越大，表示中心亮；拍摄图像的四角区域在z轴上的数值较小，表示四角暗。
图像中心偏亮区域存在过曝光，会导致图像失真；图像四角偏暗区域则可能存在黑白区分度差问题。为了应对上述问题，相关技术中将补光灯板设计成灯珠阵列，根据灯珠所在区域划分为不同的组，每组单独驱动且亮度可调。因此为了缩小视野中心和四角的亮度差异，需要精细调整补光灯板不同组灯珠的亮度参数及其组合。图3示出了一种补光灯板的灯珠分组示意图。在图3中，补光灯板的灯珠划分为标号为“1”的灯珠、标号为“2”的灯珠和标号为“3”的灯珠三组，不同组的灯珠可以分别设置亮度参数并进行控制，例如标号为“1”的灯珠的亮度可以大于标号为“2”的灯珠和标号为“3”的灯珠。
由于电子元器件存在一致性差异、随着工作时间的增加灯珠的发光效率会降低等原因，采用固定驱动电流的补光灯板的图像亮度及均匀性会变化。在不同应用场景中，二维码导航传感器与二维码的物距变化时，补光灯板与成像平面的距离会发生变化，也会导致视野内混合平均亮度和亮度均匀性发生变化。因此需要根据实际情况调整补光灯板不同组灯珠的亮度及其组合，以避免补光亮度及均匀性的变化影响二维码导航传感器解码的效率和准确性。
一些相关技术中的补光灯板是固定亮度且不可调整的，另一些相关技术中的补光灯板是亮度可调，但是需要手动调整亮度参数。在实际使用中存在灵活性差、调整步骤繁琐、效率低等问题。
因此，本公开提供了一种补光方法，对于根据设置在传感器中的补光光源获得的多个候选补光方案中的各个候选补光方案，通过在传感器进行拍摄时控制补光光源按照候选补光方案进行补光，获得拍摄得到的第一图像，然后对第一图像进行分区处理，获得第一图像的中心区域和角区域，并获得第一图像的中心区域的平均亮度和第一图像的角区域的平均亮度，再根据第一图像的中心区域的平均亮度和第一图像的角区域的平均亮度获得亮度差指标值，最后将多个候选补光方案中亮度差指标值最小的候选补光方案确定为目标补光方案，实现二维码导航传感器补光亮度的自动调优，能够自动评估成像平均亮度及均匀性，然后自动调整补光灯板各组灯珠亮度，找到最优亮度组合，从而提高了传感器的解码效率和准确率。
图4是根据一示例性实施例示出的一种补光方法的流程图。如图4所示的方法例如可以应用于图8中的控制器814，也可以应用于图9中的电源控制显示终端10。
参考图4，本公开实施例提供的方法40可以包括以下步骤。
在步骤S402中，根据设置在传感器中的补光光源获得多个候选补光方案。
在一些实施例中，例如，传感器可以是二维码导航传感器。
在一些实施例中，例如，补光光源可以包括一个或多个灯珠组，一个或多个灯珠组中的各个灯珠组包括多个亮度等级，可以通过设置参数来调节各个灯珠组的亮度，以形成不同的候选补光方案。
在一些实施例中，对于多个灯珠组中的各个灯珠组，可以遍历设置各个亮度等级，获得多个候选补光方案，其中，通过遍历设置各个灯珠组的亮度等级，获得了具有不同亮度等级的灯珠组的不同的多个候选补光方案。例如，假设各个灯珠组亮度都有q个可调等级，整个补光灯板共有p个灯珠组，则整个补光灯板共有qp种亮度分布，即有个qp候选补光方案。
在步骤S404中，对于多个候选补光方案中的各个候选补光方案，在传感器进行拍摄时控制补光光源按照候选补光方案进行补光，获得拍摄得到的第一图像。
在一些实施例中，例如，对于qp种亮度分布中的每种亮度分布，按照对应设置的各个灯珠组亮度进行补光，传感器进行拍摄得到第一图像。
在步骤S406中，对第一图像进行分区处理，获得第一图像的中心区域和角区域。
在一些实施例中，第一图像的角区域可以包括第一图像的多个角的区域，例如，第一图像可以为矩形，可以包括四个角的区域。
在一些实施例中，例如，可以将第一图像均匀分割成若干个子区域，选择在第一图像正中的子区域为中心区域，在第一图像四角的子区域为角区域，具体实施方式可参照图5和图6。
在步骤S408中，获得第一图像的中心区域的平均亮度和第一图像的角区域的平均亮度。
在一些实施例中，例如，参照图6，对于中心区域或角区域，可计算得到该区域内所有像素的亮度平均值作为该区域的平均亮度。
在步骤S410中，根据第一图像的中心区域的平均亮度和第一图像的角区域的平均亮度获得亮度差指标值。
在一些实施例中，例如，可以获得第一图像的中心区域的平均亮度与第一图像的各个角的区域的平均亮度的差的平均值，作为亮度差指标值。参照图6，第一图像的中心区域与四角区域亮度差值ΔL[i,j]的平均值
Figure BDA0003569152810000091
可以表示为：
Figure BDA0003569152810000092
在另一些实施例中，例如，可以分别获得第一图像的中心区域的平均亮度与第一图像的各个角的区域的平均亮度的差后，将各个亮度差加权相加，作为亮度差指标值。
在步骤S412中，将多个候选补光方案中亮度差指标值最小的候选补光方案确定为目标补光方案，以在传感器进行拍摄时控制补光光源按照目标补光方案进行补光。
在一些实施例中，例如，通过选择多个候选补光方案中亮度差指标值最小的候选补光方案为目标补光方案，可满足中心和角区域的亮度差异尽可能小。可通过遍历各个候选补光方案并更新最小亮度差指标值来实现，具体实施方式可参照图7。理想情况下，中心和四角区域亮度无差异，即中心区域和四角区域亮度差值ΔL[i,j]平均值
Figure BDA0003569152810000101
尽可能接近于0，即
Figure BDA0003569152810000102
在一些实施例中，可以先判断第一图像的中心区域的平均亮度是否小于第一亮度阈值，第一亮度阈值根据传感器的采样位数获得；若确定第一图像的中心区域的平均亮度小于第一亮度阈值，获得多个候选补光方案中亮度差指标值最小的候选补光方案为目标补光方案。
例如，二维码导航传感器的摄像头采集的是灰度图，每一个像素点的灰度值等同于亮度值。典型的8bit(比特)采样率的二维码导航传感器，其每一个像素的亮度是0～255之间的整数，如白色就是255，黑色就是0。参照图6，对于一幅分辨率为W*H的图像，采集到的图像亮度数据在空间上就是一个W行H列的数据阵列，其中每一个元素都是0～255之间的整数。第一图像的中心区域的平均亮度可以表示为L[n,n]，第一亮度阈值可以为2m-1，其中m为传感器的采样位数，即L[n,n]<2m-1，对于8bit率的二维码导航传感器，则L[n,n]<255。其中2m-1是亮度采集值的最大值，也就是图像传感器输出最大值，达到此值之后，亮度即使再增大，传感器的输出也是此值。假设图像传感器内部的模数转换器(Analog-to-DigitalConverter，ADC)是8bit的，则它的亮度转换值范围是0～255。当亮度强到传感器转换最大值255后，亮度再增加，传感器的输出也是255，也不会跟着增加，导致当亮度特别大时，大到超出传感器测量范围，传感器是不能测量出来真实亮度的，一般称为过曝光，过曝光会降低解码成功率。因此，将第一图像的中心区域的平均亮度限制在第一亮度阈值内，可以避免中心区域过曝光，提高传感器的解码效率和准确率。
在一些实施例中，还可以先判断第一图像的中心区域的平均亮度是否大于第二亮度阈值，第二亮度阈值为将第一亮度阈值乘以预设系数获得；若确定第一图像的中心区域的平均亮度小于第一亮度阈值，并且确定第一图像的中心区域的平均亮度大于第二亮度阈值，获得多个候选补光方案中亮度差指标值最小的候选补光方案为目标补光方案。
例如，参照图6，第一图像的中心区域的平均亮度可以表示为L[n,n]，第二亮度阈值可以为α*(2m-1)，其中0<α<1，即L[n,n]>α*(2m-1)，例如预设系数α可以取值0.5。通常图像中心区域的平均亮度是最高的，四角区域的平均亮度要比中心区域小很多。整幅图像的平均亮度介于中心区域和四角区域之间。整幅图像的平均亮度如果太低，则图片中二维码的黑白色块的区分度比较小，容易解错码或者解不出码。由于整幅图像中心区域亮度最大，因此要求中心区域平均亮度大于第二亮度，实现了对整体亮度平均值有一个最小要求，可以使整幅图像平均亮度不偏暗，也可以提高传感器的解码效率和准确率。
在一些实施例中，判断第一图像的中心区域的平均亮度是否小于第一亮度阈值、判断第图像的中心区域的平均亮度是否大于第二亮度阈值的先后顺序可以变化，本公开不作限制。图7示例性示出了一种确定灯珠组参数的流程，其中的判断顺序为一种实施方式。
根据本公开实施例提供的补光方法，对于根据设置在传感器中的补光光源获得的多个候选补光方案中的各个候选补光方案，在传感器进行拍摄时控制补光光源按照候选补光方案进行补光，获得拍摄得到的第一图像，然后对第一图像进行分区处理，获得第一图像的中心区域和角区域，并获得第一图像的中心区域的平均亮度和第一图像的角区域的平均亮度，再根据第一图像的中心区域的平均亮度和第一图像的角区域的平均亮度获得亮度差指标值，最后将多个候选补光方案中亮度差指标值最小的候选补光方案确定为目标补光方案，以在传感器进行拍摄时控制补光光源按照目标补光方案进行补光。本公开的实施例提供的补光方法通过选取中心区域与角区域的平均亮度差最小的候选补光方案，使得补光得到的传感器拍摄图像的亮度更为均匀，可实现补光亮度的自动调优，从而提高了传感器的解码效率和准确率。
图5示出了图4中所示的步骤S406在一实施例中的处理过程示意图。如图5所示，本公开实施例中，上述步骤S406可以进一步包括以下步骤。
步骤S502，将第一图像均匀划分为目标数量个子区域。
步骤S504，将第一图像正中心的子区域作为第一图像的中心区域。
步骤S506，将第一图像四个角的子区域作为第一图像的角区域。
图6根据一示例性实施例示出了一种图形分割方案示意图。如图6所示，把分辨率为W*H(W、H均为正整数)的图片均匀划分成(2n+1)*(2n+1)个区域，n取值为1,2,3,4....的正整数，例如n可以取4。如果W/(2n+1)和H/(2n+1)不能整除，即行列像素不能做到均分，则可以向下取整，这样就会有多余的行和列没有被划分到任何一个区域内。在划分时以图像正中心为中心区域，这样多余的行和列就分布在图像的边沿。而由于图像边沿的行和列可能会存在异常数据，因此向下取整也可以起到图像裁边的效果。
如图6所示，对于每一个区域X[i,j](0<i,j≤(2n+1))，可计算得到区域内所有像素的亮度平均值作为此区域的平均亮度L[i,j]。可以获得中心区域平均亮度为L[n,n]。四角区域平均亮度分别为L[0,0]、L[o,2n]、L[2n,0]、L[2n,2n]。
传感器的摄像头的分辨率都比较大，例如常用的720P、1080P等，导致一幅图像的数据量巨大，处理需要耗费很长时间。另外摄像头分辨率越高，拍摄的图像越精细，那么单个像素的亮度值就容易受到外界的影响，例如评估标准板上的灰尘、小污渍、小破损等。采用本公开实施例提供的方法对第一图像进行分割，可以缩减计算量，同时降低外界干扰。
图7是根据图4至图6示出的一种补光亮度自动调优流程示意图。首先是把二维码导航传感器安装固定在图9所示的装置上，安装高度可以调整为与实际工作高度一致，连接好线缆线束之后上电并等待启动完成。如图7所示，补光亮度自动调优流程可以包括以下步骤S702至步骤S720。
步骤S702，控制二维码导航传感器进入补光参数自动调优流程，流程开始。
步骤S704，二维码导航传感器的控制***设置一组灯珠组亮度参数。
步骤S706，二维码导航传感器的控制***采集一幅图像(即上述第一图像)，然后进行图像裁剪及分割等预处理。
步骤S708，二维码导航传感器的控制***计算各分区的平均亮度L[i,j]以及中心区域和四角区域平均亮度差的平均值ΔL[i,j]。
步骤S710，二维码导航传感器的控制***判断L[n,n]<2m-1是否成立，若成立则进行步骤S712，不成立则说明此组灯珠组亮度参数不合适，进行步骤S718。
步骤S712，二维码导航传感器的控制***判断L[n,n]>α*(2m-1),0<α<1，是否成立，若成立则进行步骤S714，不成立则说明此组灯珠组亮度参数不合适，进行步骤S718。
步骤S714，二维码导航传感器的控制***判断
Figure BDA0003569152810000131
是否成立，若成立则进行步骤S716，不成立则说明此组灯珠组亮度参数不合适，进行步骤S718。
步骤S716，二维码导航传感器的控制***把此次计算的
Figure BDA0003569152810000132
更新为最新的
Figure BDA0003569152810000133
并保存灯珠组亮度参数。
步骤S718，二维码导航传感器的控制***验证是否已经完成所有参数组的遍历。如果未完成遍历，则返回到步骤S704，进行下一组参数的验证，直至参数组遍历完成。如果参数组遍历完成，则整个参数调优流程结束。
步骤S720，流程结束，二维码导航传感器把参数调优流程结果返回到电源控制显示终端10上进行显示。
自动调优时二维码导航传感器遍历设置各灯珠组亮度，采集一幅图像，按照上述方式对图像进行分割裁边，计算各区域平均亮度L[i,j]。然后验证中心区域亮度是否满足步骤S710的条件，如果满足步骤S710的条件，紧接着验证是否满足步骤S712的条件；如果满足步骤S712的条件，紧接着计算步骤S714中的亮度差平均值，并和之前找到的最小值进行比对。如果此次计算出来的亮度差平均值比上次计算的高则舍弃本次计算值；如果此次计算出来的亮度平均值比上次计算的低则保存此次计算值作为当前已找到的最小值，并保存灯珠组亮度设置参数。重复进行上述流程，直至遍历完所有灯珠组亮度参数组合，并最终找到最优的参数组合。
图8是根据一示例性实施例示出的一种补光亮度调整装置的结构示意图。补光亮度调整装置可以包括传感器802、第一固定结构804、第二固定结构806、评估板808、连接结构810、调节结构812和控制器814。
传感器802可以是二维码导航传感器。第一固定结构804可用于固定传感器802，可以为包括固定件的支架、横臂、竖臂、横梁等等。第二固定结构806可用于固定评估板808，可以为包括固定件的支架、横臂、竖臂、横梁、底座等等。连接结构810可用于连接第一固定结构804和第二固定结构806，可以为支架、横臂、竖臂、横梁等等，以使评估板808位于传感器802的摄像头8022的正前方，评估板808与传感器802可沿水平方向放置(如图8所示)，也可沿竖直方向放置(如图9所示)，本公开不作限制。调节结构812可以设置在连接结构810上，用于调节评估板808于传感器802之间的距离，可以为长槽孔与螺母(如图9所示)，也可以为电控制的液压结构等等。控制器814，与传感器802相连接，可用于控制传感器802遍历候选补光方案，并控制传感器802通过其摄像头8022拍摄评估板808获得第一图像，以及执行如上述的方法。
图9是根据一示例性实施例示出的另一种补光亮度调整装置的结构示意图。图9中各组件说明如下：1——底座，2——白色评估板，3——传感器固定支架，4——长槽孔，5——刻度尺，6——锁紧螺母，7——横梁，8——二维码导航传感器，9——线缆线束，10——电源控制显示终端，11——电源插头。
其中，由于不同颜色的物体，拍成图片的亮度值不同。而图片亮度及亮度均匀度评估需要图片拍摄背景的颜色、材质、表面粗糙度等一致。另外纯白色背景的理论亮度值最高，因此各区域的亮度区分度也最高。所以可采用一整块纯白色测试板来作为评估标准板。白色评估板2需要表面平整、颜色均匀、无杂质、无划痕、无气泡。并且白色评估板2的尺寸应足够大，大于二维码导航传感器最高安装位置时的视野大小。白色评估板2材质及制作工艺与二维码所在的载体应一致。
整个装置的连接固定关系如下：
(1)整个装置安装固定在平台型底座1上。
(2)底座上固定着白色评估板2。
(3)底座两侧有两个竖直的传感器固定支架3，支架3上有长槽孔4，长槽孔4旁边有刻度尺5。传感器固定支架3可以为门架式固定架，也可以为悬臂式固定架。
(4)二维码导航传感器8固定在横梁7上，横梁7通过锁紧螺母6固定在支架3的长槽孔4上。
(5)二维码导航传感器8通过线缆线束9和电源控制显示终端10连接，然后通过电源插头11连接外部电源。
主要组件的功能描述如下：
(1)传感器固定支架3上的长槽孔4，可以实现二维码导航传感器8与白色评估板2的垂直高度的调整。可以设置为白色评估板2固定、二维码导航传感器8安装高度可调，也可以设置为二维码导航传感器8安装固定、白色评估板2高度可调。
(2)刻度尺5能够指示二维码导航传感器8的当前安装高度，方便安装高度的调整。
(3)电源控制显示终端10能够把外接电源电压转换成二维码导航传感器8工作电压。同时电源控制显示终端10上有定制的程序软件，通过软件即可以向二维码导航传感器8下发控制指令，又可以实时采集显示运行数据及参数。
电源控制显示终端10可以是PC、工控机或者其他具有输入输出功能的电子控制主板。
电源控制显示终端10与二维码读导航传感器8之间的信息传递可以是各种通信方式，比如RS232、RS485、CAN、UDP/TCP、SPI、I2C等等。
二维码导航传感器8反馈信息，可以输出打印字符串，也可以是点亮相关状态指示灯，也可以是发出声音等。
图9所示装置主要用于二维码导航传感器研发及生产过程中的亮度参数调优。已经安装到用户使用现场的二维码导航传感器如果想要重新进行亮度参数调优，则可以把二维码导航传感器拆卸下来，然后采用图9所示装置进行调优。
相关技术中补光灯板要么是固定亮度的，要么是亮度可调的，但是需要手动调参。在二维码导航传感器读码距离调整、器件一致性差异等需要亮度调优时，相关技术存在灵活性差，调整步骤繁琐效率低等问题。
本公开实施例提供了一种二维码导航传感器补光亮度自动调优方法，根据二维码导航传感器使用场景及特点，制定图片亮度及亮度均匀度计算方法，制定图片亮度及亮度均匀度评估准则，在此基础上实现补光亮度的自动调优，解决了现有手动调优方式存在的灵活性差，调整步骤繁琐效率低等问题。本公开实施例提供的装置能够自动统计计算图像平均亮度及亮度均匀性，然后调整补光灯板各组灯珠亮度，找到最优亮度组合，以此实现补光亮度的自动调优，消除器件一致性影响，方便产品适应不同读码高度，增加产品适应能力。
图10是根据一示例性实施例示出的一种补光装置的框图。如图10所示的装置例如可以应用于图8中的控制器814，也可以应用于图9中的电源控制显示终端10。
参考图10，本公开实施例提供的装置100可以包括获取模块1002、图像获得模块1004、图像处理模块1006、亮度优化模块1008和参数确定模块1010。
获取模块1002可用于根据设置在传感器中的补光光源获得多个候选补光方案。
补光光源可以包括多个灯珠组，多个灯珠组中的各个灯珠组包括多个亮度等级。
获取模块1002还可用于对于多个灯珠组中的各个灯珠组，遍历设置各个亮度等级，获得多个候选补光方案。
图像获得模块1004可用于对于多个候选补光方案中的各个候选补光方案，在传感器进行拍摄时控制补光光源按照候选补光方案进行补光，获得拍摄得到的第一图像。
图像处理模块1006可用于对第一图像进行分区处理，获得第一图像的中心区域和角区域。
图像处理模块1006还可用于将第一图像均匀划分为目标数量个子区域；将第一图像正中心的子区域作为第一图像的中心区域；将第一图像四个角的子区域作为第一图像的角区域。
第一图像的角区域可以包括第一图像的多个角的区域。
亮度优化模块1008可用于获得第一图像的中心区域的平均亮度和第一图像的角区域的平均亮度。
亮度优化模块1008还可用于根据第一图像的中心区域的平均亮度和第一图像的角区域的平均亮度获得亮度差指标值。
亮度优化模块1008还可用于获得第一图像的中心区域的平均亮度与第一图像的各个角的区域的平均亮度的差的平均值，作为亮度差指标值。
亮度优化模块1008还可用于判断第一图像的中心区域的平均亮度是否小于第一亮度阈值，第一亮度阈值根据传感器的采样位数获得。
亮度优化模块1008还可用于：判断第一图像的中心区域的平均亮度是否大于第二亮度阈值，第二亮度阈值为将第一亮度阈值乘以预设系数获得。
参数确定模块1010可用于将多个候选补光方案中亮度差指标值最小的候选补光方案确定为目标补光方案，以在传感器进行拍摄时控制补光光源按照目标补光方案进行补光。
参数确定模块1010还可用于若确定第一图像的中心区域的平均亮度小于第一亮度阈值，将多个候选补光方案中亮度差指标值最小的候选补光方案确定为目标补光方案。
参数确定模块1010还可用于若确定第一图像的中心区域的平均亮度小于第一亮度阈值，并且确定第一图像的中心区域的平均亮度大于第二亮度阈值，将多个候选补光方案中亮度差指标值最小的候选补光方案确定为目标补光方案。
本公开实施例提供的装置中的各个模块的具体实现可以参照上述方法中的内容，此处不再赘述。
图11示出本公开实施例中一种电子设备的结构示意图。需要说明的是，图11示出的设备仅以计算机***为示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图11所示，设备1100包括中央处理单元(CPU)1101，其可以根据存储在只读存储器(ROM)1102中的程序或者从存储部分1108加载到随机访问存储器(RAM)1103中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 1103中，还存储有设备1100操作所需的各种程序和数据。CPU1101、ROM 1102以及RAM 1103通过总线1104彼此相连。输入/输出(I/O)接口1105也连接至总线1104。
以下部件连接至I/O接口1105：包括键盘、鼠标等的输入部分1106；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分1107；包括硬盘等的存储部分1108；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分1109。通信部分1109经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器1110也根据需要连接至I/O接口1105。可拆卸介质1111，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器1110上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分1108。
特别地，根据本公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分1109从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质1111被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)1101执行时，执行本公开的***中限定的上述功能。
需要说明的是，本公开所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的***、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行***、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本公开中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行***、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的***、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的***来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本公开实施例中所涉及到的模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的模块也可以设置在处理器中，例如，可以描述为：一种处理器包括获取模块、图像获得模块、图像处理模块、亮度优化模块和参数确定模块。其中，这些模块的名称在某种情况下并不构成对该模块本身的限定，例如，获取模块还可以被描述为“获取多个候选补光方案的亮度参数的模块”。
作为另一方面，本公开还提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质可以是上述实施例中描述的设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被一个该设备执行时，使得该设备包括：
根据设置在传感器中的补光光源获得多个候选补光方案；对于多个候选补光方案中的各个候选补光方案，在传感器进行拍摄时控制补光光源按照候选补光方案进行补光，获得拍摄得到的第一图像；对第一图像进行分区处理，获得第一图像的中心区域和角区域；获得第一图像的中心区域的平均亮度和第一图像的角区域的平均亮度；根据第一图像的中心区域的平均亮度和第一图像的角区域的平均亮度获得亮度差指标值；将多个候选补光方案中亮度差指标值最小的候选补光方案确定为目标补光方案，以在传感器进行拍摄时控制补光光源按照目标补光方案进行补光。
以上具体地示出和描述了本公开的示例性实施例。应可理解的是，本公开不限于这里描述的详细结构、设置方式或实现方法；相反，本公开意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效设置。

Claims (10)

1.一种补光方法，其特征在于，包括：
根据设置在传感器中的补光光源获得多个候选补光方案；
对于所述多个候选补光方案中的各个候选补光方案，在所述传感器进行拍摄时控制所述补光光源按照所述候选补光方案进行补光，获得拍摄得到的第一图像；
对所述第一图像进行分区处理，获得所述第一图像的中心区域和角区域；
获得所述第一图像的中心区域的平均亮度和所述第一图像的角区域的平均亮度；
根据所述第一图像的中心区域的平均亮度和所述第一图像的角区域的平均亮度获得亮度差指标值；
将所述多个候选补光方案中所述亮度差指标值最小的候选补光方案确定为目标补光方案，以在所述传感器进行拍摄时控制所述补光光源按照所述目标补光方案进行补光。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一图像的角区域包括所述第一图像的多个角的区域；
根据所述第一图像的中心区域的平均亮度和所述第一图像的角区域的平均亮度获得亮度差指标值，包括：
获得所述第一图像的中心区域的平均亮度与所述第一图像的各个角的区域的平均亮度的差的平均值，作为所述亮度差指标值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
判断所述第一图像的中心区域的平均亮度是否小于第一亮度阈值，所述第一亮度阈值根据所述传感器的采样位数获得；
将所述多个候选补光方案中所述亮度差指标值最小的候选补光方案确定为目标补光方案，包括：
若确定所述第一图像的中心区域的平均亮度小于所述第一亮度阈值，将所述多个候选补光方案中所述亮度差指标值最小的候选补光方案确定为目标补光方案。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：
判断所述第一图像的中心区域的平均亮度是否大于第二亮度阈值，所述第二亮度阈值为将所述第一亮度阈值乘以预设系数获得；
若确定所述第一图像的中心区域的平均亮度小于所述第一亮度阈值，将所述多个候选补光方案中所述亮度差指标值最小的候选补光方案确定为目标补光方案，包括：
若确定所述第一图像的中心区域的平均亮度小于所述第一亮度阈值，并且确定所述第一图像的中心区域的平均亮度大于所述第二亮度阈值，将所述多个候选补光方案中所述亮度差指标值最小的候选补光方案确定为目标补光方案。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述第一图像进行分区处理，获得所述第一图像的中心区域和角区域，包括：
将所述第一图像均匀划分为目标数量个子区域；
将所述第一图像正中心的子区域作为所述第一图像的中心区域；
将所述第一图像四个角的子区域作为所述第一图像的角区域。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述补光光源包括多个灯珠组，所述多个灯珠组中的各个灯珠组包括多个亮度等级；
根据设置在传感器中的补光光源获得多个候选补光方案，包括：
对于所述多个灯珠组中的各个灯珠组，遍历设置各个亮度等级，获得所述多个候选补光方案。
7.一种补光亮度调整装置，其特征在于，用于实现如权利要求1-6任一项所述的方法，所述装置包括：
第一固定结构，用于固定传感器；
第二固定结构，用于固定评估板；
连接结构，用于连接所述第一固定结构和所述第二固定结构，以使所述评估板位于所述传感器的摄像头的正前方；
调节结构，设置在所述连接结构上，用于调节所述评估板于所述传感器之间的距离；
控制器，与所述传感器相连接，用于控制所述传感器遍历候选补光方案，并控制所述传感器通过其摄像头拍摄所述评估板获得第一图像，以及执行如权利要求1-6任一项所述的方法。
8.一种补光装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于根据设置在传感器中的补光光源获得多个候选补光方案；
图像获得模块，用于对于所述多个候选补光方案中的各个候选补光方案，在所述传感器进行拍摄时控制所述补光光源按照所述候选补光方案进行补光，获得拍摄得到的第一图像；
图像处理模块，用于对所述第一图像进行分区处理，获得所述第一图像的中心区域和角区域；
亮度优化模块，用于获得所述第一图像的中心区域的平均亮度和所述第一图像的角区域的平均亮度；
所述亮度优化模块，还用于根据所述第一图像的中心区域的平均亮度和所述第一图像的角区域的平均亮度获得亮度差指标值；
参数确定模块，将所述多个候选补光方案中所述亮度差指标值最小的候选补光方案确定为目标补光方案，以在所述传感器进行拍摄时控制所述补光光源按照所述目标补光方案进行补光。
9.一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器中并可在所述处理器中运行的可执行指令，其特征在于，所述处理器执行所述可执行指令时实现如权利要求1-7任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机可执行指令，其特征在于，所述可执行指令被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的方法。
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