[发明专利]基于图像质量控制的组合照明装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于图像质量控制的组合照明装置及方法，其包括照明模块，用于在照明模式下工作以向待照明区域提供照明形成照明区域，在多种照明模式中的任意两种照明模式下，照明模块的照明方向和/或照明亮度不同；图像采集模块，用于对经照明模块在多种照明模式下形成的照明区域分别进行拍摄以采集多种照明区域图像；控制模块，用于根据图像采集模块采集的多种照明区域图像的图像质量评估参数以及预先建立的实验图像的图像质量评估参数与实验图像的照明效果等级之间的关联关系，确定照明模块的最优照明模式以使照明模块在最优照明模式下工作，在最优照明模式下照明区域图像的照明效果等级最优。本发明通过上述技术方案实现了最优照明的控制。

技术领域

本发明属于图像分析和控制领域，特别涉及一种基于图像质量控制的组合照明装置及方法。

背景技术

在许多特定的场合需要精细地调节照明光源以方便人眼的观看和图像的采集与分析。在医疗领域，比如在野外或条件较差的地点进行伤员的诊断或救治时，需要一种便携式的照明灯具，该灯具能够智能的根据伤员不同部位伤口的特点，自动调节照明亮度及方向，实现对伤员伤患处的精细照明；或是采集伤患处成像最清晰的图像，给远在千里之外的、通过网络视频会诊的专家提供最为清晰、可靠的图像资料。在工业制造领域，比如进行集成光学芯片的制造时，需要一种照明灯具能够根据芯片的外形、环境光，提供柔和、可靠、长久的光源，以方便芯片设计与制造人员通过显微观察的方式控制微米级、甚至纳米级芯片的加工与制造。再比如，在夜晚复杂的室外环境下进行施工作业时，当需要对施工对象表面进行精细的操作，如设施的维修、地勤的观察、证据的拍摄、场景的理解时，需要一种便携式的照明灯具，该灯具智能地根据施工对象表面的外形特征进行自动光照方向和亮度的调节，以方便人眼的观看和图像的拍摄与分析。

中国专利“光学检测设备LED照明灯”(专利申请号CN201120018391，专利公开号CN202001894U)中设计了一种由多个点光源组成的环形灯，通过大小不同的入射角形成均匀高光亮的效果，使得CCD相机成像质量较高。该专利设计的不足主要在于各个点光源的照明单元位置固定，无法根据拍摄目标的实际照明情况进行精细的光源照明方向与亮度的自适应调节。

中国专利“一种基于环境光变化的户外LED显示屏亮度自动调节方法及系统”(专利申请号CN201210210072，专利公开号CN102693698A)中采用摄像头拍摄环境光，并建立图像提取的环境亮度与LED发光亮度间的关联关系，进而通过摄像头采集的图像来控制LED显示屏的亮度。该专利虽然利用图像作为反馈控制LED显示屏亮度，但该发明没有做精细的、基于图像分析的环境光场估计用来调节照明效果。

中国专利“一种采煤工作面使用的带云台的矿用球形摄像仪组视频监视系统”(专利申请号CN201310413546，专利公开号CNl03452571A)中公开了一种云台摄像机拍摄采矿工作作业面的视频监控系统，该发明设计了运动机构进行图像的采集，但不足在于没有对系统的照明装置进行控制以实现最优照明效果，提高图像采集质量和清晰度。中国专利“基于数码相机的图像亮度计”(专利申请号：CN 201020273436，专利公开号：CN201731940 U)指出利用数码相机可以估计环境的亮度，但该专利并没有进一步将所估计的亮度与数码相机的应用相关联。

发明内容

为了解决上述问题，本发明实施例一方面提供了一种基于图像质量控制的组合照明装置，其包括：照明模块，用于在照明模式下工作以向待照明区域提供照明，形成照明区域，所述照明模式的种类有多种，在多种所述照明模式中的任意两种照明模式下，所述照明模块的照明方向和/或照明亮度不同；图像采集模块，用于对经所述照明模块在多种所述照明模式下形成的照明区域分别进行拍摄以采集多种照明区域图像；控制模块，用于根据所述图像采集模块采集的多种照明区域图像的图像质量评估参数以及预先建立的实验图像的图像质量评估参数与所述实验图像的照明效果等级之间的关联关系，确定所述照明模块的最优照明模式以使所述照明模块在所述最优照明模式下工作，其中，在所述最优照明模式下，所述照明区域图像的照明效果等级最优。