[发明专利]建构高动态范围图像的系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种图像撷取的系统及方法，特别涉及一种建构高动态范围图像的系统及方法。

背景技术

在目前光学测量系统中，若待测物表面材质、结构或粗糙程度的分布不均，将造成反/散射光的强弱差异过大，此时就需要使用具有高动态范围的单点式取像装置，以求能正确的解析反射光强度。然而，采用单点式取像装置测量时，若需要做大范围测量时，则需要精准控制的机械位移。另一方面，待测范围越大所需的测量时间越长，其将造成测量上的不便。

此外，若改用电荷耦合器件(Charge-Coupled Device，CCD)传感器或互补金属氧化物半导体(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，CMOS)传感器做大范围图像测量时，可能因其动态范围不足而造成测量误差。现有技术中，有数种手段可克服动态范围不足的问题，其中美国专利第6,753,876号揭露一种建构高动态范围图像的方法。该方法调整不同强度的照明光，截取相对应的图像数据，设定在中间照明光强下所截取数据为标准图像，再分析其中各像素的强度是否超过饱和范围(Saturation Region)或低于噪声水平(Noise Floor)。若有超过饱和范围的像素，则取另一张较低光强的图像且相对应的同一位置像素无饱和现象。随后，将此较低光强的像素值乘上一相对应的系数，并用此值取代标准图像中饱和的像素强度值，由此得到正确的像素强度值。相反地，若有像素强度低于噪声水平时，则取另一张较高光强的图像且相对应的同一位置像素未低于噪声水平。随后，将此较低光强的像素值乘上一相对应的系数，并用此值取代标准图像中低于噪声水平的像素强度值，由此得到正确的像素值。

发明内容

本发明揭示建构高动态范围图像的系统及其方法。本发明的一实施例揭示一种建构高动态范围图像的系统。该系统包含光源产生装置、反射镜装置、控制器、取像模块及图像处理模块。光源产生装置用于产生光束。反射镜装置用于将该光束反射到物体。控制器用于根据一组投照参数产生强度控制信号以控制光源产生装置调制光束的强度，以及产生方向控制信号以控制该反射镜装置的反射方向。取像模块用于取得物体的原始图像或调制图像。图像处理模块用于分析该原始图像以产生该组投照参数，或根据该组投照参数及该调制图像建构物体的高动态范围图像。

本发明的另一实施例揭示一种建构高动态范围图像的系统。该系统包含光源产生装置、强度调制器、反射镜装置、控制器、取像模块及图像处理模块。光源产生装置用于产生光束。强度调制器用于根据强度控制信号调制该光束的强度。反射镜装置用于将该光束反射到物体。控制器用于根据一组投照参数产生该强度控制信号，以及产生方向控制信号以控制该反射镜装置的反射方向。取像模块用于取得该物体的原始图像或调制图像。图像处理模块用于分析该原始图像以产生该组投照参数，或根据该组投照参数及该调制图像建构该物体的高动态范围图像。

本发明的再一实施例揭示一种建构高动态范围图像的系统。该系统包含光源产生装置、反射镜装置、控制器、取像模块及图像处理模块。光源产生装置用于产生光束。反射镜装置用于将该光束反射到物体。控制器用于根据一组投照参数产生强度控制信号以控制该反射镜装置调制该光束照射该物体的累积照射时间，以及产生方向控制信号以控制该反射镜装置的反射方向。取像模块用于取得该物体的原始图像或调制图像。图像处理模块用于分析该原始图像以产生该组投照参数，或根据该组投照参数及该调制图像建构该物体的高动态范围图像。

本发明的再一实施例揭示一种建构高动态范围图像的方法。该方法包含下列步骤：使用光束扫描物体以取得该物体的原始图像；分析该原始图像以取得该物体不同位置的投照参数；根据该投照参数调制该光束的强度以产生调制光束；使用该调制光束扫描该物体以取得该物体的调制图像；以及根据该投照参数及该调制图像产生该物体的高动态范围图像。

本发明的再一实施例揭示一种建构高动态范围图像的方法。该方法包含下列步骤：使用光束扫描物体以取得该物体的原始图像；分析该原始图像以取得该物体不同位置的投照参数；根据该投照参数控制反射镜装置调制该光束照射该物体的累积照射时间以取得该物体的调制图像；以及根据该投照参数及该调制图像产生该物体的高动态范围图像。