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专利名称：一种测量动态照度分布的方法
技术领域：
本发明涉及一种照度的测量方法，尤其是一种测量动态照度分布的方法，它主要 利用数字图像模式识别技术进行测量，属于光电子测量技术领域。
背景技术：
照度，是光度学中的一个概念，用以表征物体被照亮的程度。表面上一点处的光照 度 5定义为入射在包含该点的面元 上的光通量(《#)除以该面元面积(ιΜ)之商，单位为勒克思(lx)，即五= #/淑。照度分布一般用平均照度、照度均勻度来描述。照度的测量通常用光电池式照度计。按接收器的材料，照度计可分为硒光电池式 和硅光电池式。测量时，先针对不同的测量对象选择若干有代表性的测点，测点的选择分中 心布点法和四角布点法。然后用照度计分别测量出各测点的照度值。中心布点法的平均照度按式(1)计算
4‘Σ 马...........................(O
式中M为纵向测点数 力横向测点数，爲为各测点照度。四角布点法的平均照度按式(2)计算
^ ...........................⑵
式中if为纵向测点数，N为横向测点数，Ee为测量区域四个角处的测点照度，馬为 除乌外四边上的测点照度，￡为四边以内各测点照度。照度均勻度一般有两种计算方法。照度均勻度(极差)取最小照度与最大照度之 比，即O1=IZJ^。照度均勻度(均差)取最小照度与平均照度之比，即 /3= ^/￡β。上述照度分布测量方法简单有效，当被测空间较小、测点较少时，操作非常方便。 不过，当被测空间加大，或者为了提高照度分布的准确性，需要布置更多的测点时，该方法 就相对比较费时。此外，如果需要获取被测空间内的照度动态分布变化，在多测点测量的同 步性上，该方法就更见不适用。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中所存在的上述不足，而提供一种测 量动态照度分布的方法，主要使用数字成像设备对多测点同时进行照度的测量，并在此基 础上，针对日常情况下，当测量空间内存在人体、物品等干扰时，用数字图像模式识别技术 排除影响，获取到被测量空间内的动态照度分布。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是一种测量动态照度分布的方法，其特征在于它主要使用数字成像设备对多测点同时进行照度的测量，并用数字图像模式 识别技术排除环境影响，获取到被测量空间内的动态照度分布；数字成像设备包括镜头、图 像传感器、图形信号处理电路、处理器和接口电路，其中图像传感器和被测平面、透镜一起 构成光学成像系统，被测平面为物空间漫反射平面，通过透镜成像在像空间平面，即图像传 感器上；本发明通过以下步骤来实现动态照度分布的测量
1)使用数字成像设备获取无干扰情况下的数字图像Itl,并对图像Itl进行边缘检测；
2)根据边缘检测结果，确定测点所在被测平面Si和测点集合P；
3)确定被测平面Si照度值与数字图像灰度值之间函数关系F(Y)；
4)在正常干扰情况下获取数字图像Ii，并对图像Ii进行边缘检测；
5)利用、和Ii的边缘特征进行模式识别，确定排除干扰后有效测点集合P’；
6)利用有效测点所在平面对应的F(Y)函数，可计算被测平面Si的平均照度、照度均勻 度，即得到被测空间的动态照度分布。本发明所述的边缘检测是指使用数学方法提取图像像元中具有亮度值(灰度)空 间方向梯度大的边、线特征的过程，以期达到识别物体边缘的目的，本发明中，边缘检测采 用Canny算子。本发明所述的被测平面Si照度值E与数字图像灰度值Y之间函数关系F(Y)，
权利要求
1.一种测量动态照度分布的方法，其特征在于它使用数字成像设备对多测点同时进 行照度的测量，并用数字图像模式识别技术排除环境影响，获取到被测量空间内的动态照 度分布；所述的数字成像设备包括镜头、图像传感器、图形信号处理电路、处理器和接口电 路，其中图像传感器和被测平面、透镜构成光学成像系统，被测平面为物空间漫反射平面， 通过透镜成像在像空间平面，即图像传感器上；本发明通过以下步骤来实现动态照度分布 的测量使用数字成像设备获取无干扰情况下的数字图像Itl,并对图像Itl进行边缘检测； 根据边缘检测结果，确定测点所在的被测平面Si，被测平面Si由测点组成，测点的集 合为P;确定被测平面Si照度值E与数字图像灰度值Y之间函数关系F(Y)； 在正常干扰情况下获取数字图像Ii，并对图像Ii进行边缘检测； 利用数字图像Itl和Ii的边缘特征进行模式识别，确定排除干扰后有效测点集合P’ ； 利用有效测点所在平面对应的F(Y)函数，可计算被测平面Si的平均照度、照度均勻 度，即得到被测空间的动态照度分布。
2.根据权利要求1所述的一种测量动态照度分布的方法，其特征在于所述的边缘检 测是指使用数学方法提取图像像元中具有亮度值(灰度)空间方向梯度大的边、线特征的过 程，以期达到识别物体边缘的目的，本发明中，边缘检测采用Carmy算子。
3.根据权利要求1所述的一种测量动态照度分布的方法，其特征在于所 述的被测平面Si照度值E与数字图像灰度值Y之间函数关系F(Y)，F(Y) =丑Γ，其中F为镜头的光醒，是镜头的光能损失率(即透射比)，是视场角，
4.根据权利要求1或2所述的一种测量动态照度分布的方法，其特征在于所述的利 用数字图像I。和Ii的边缘特征进行模式识别，其中无干扰情况下数字图像I。的测点集合 为P，正常干扰情况下数字图像Ii中干扰Iil和Ii2所包含的点集合为Pil和Pi2，则在原被 测点集合P中去除干扰点集合Pil和Pi2后所得到的点即为有效测点P’。
全文摘要
本发明涉及一种测量动态照度分布的方法，属于光电子测量技术领域；它主要使用数字成像设备对多测点同时进行照度的测量，并用数字图像模式识别技术排除环境影响，获取到被测量空间内的动态照度分布；数字成像设备包括镜头、图像传感器、图形信号处理电路、处理器和接口电路，其中图像传感器和被测平面、透镜一起构成光学成像系统，被测平面为物空间漫反射平面，通过透镜成像在像空间平面上。本发明发挥成像系统以及数字成像设备的优势，为大空间多测点照度同时测量提供一种操作性强、方便简捷的方法；此外，通过数字图像模式识别技术，利用边缘检测有效地判别被测平面是否受到干扰并排除影响，从而实现了照度测量的准确性。
文档编号G01J1/42GK102095496SQ20101057294
公开日2011年6月15日 申请日期2010年12月6日 优先权日2010年12月6日
发明者邓平 申请人:宁波耀泰电器有限公司