一种基于像素响应关联的光强补偿方法及系统与流程

本发明涉及照明光强控制，具体涉及一种基于像素响应关联的光强补偿方法及系统。

背景技术：

1、现有照明系统通常通过调节各光源单元的驱动电流、驱动功率或占空比，对目标照明区域的光强分布进行补偿。部分方案根据采集的光强分布与目标光强分布之间的偏差，选取对应光源进行调节，或者依据预设的光学模型、光源位置及照射范围估算各光源对不同区域的影响。

2、然而，在多个光源单元共同照射同一目标照明平面的场景中，各光源的实际光强响应容易受到安装位置、光学器件差异、光路衰减及光源性能差异等因素影响，预设模型或固定照射范围难以准确反映各光源单元对各像素位置的实际作用程度。同时，一个光源单元的调节可能在补偿光强异常像素的同时影响其他像素；当多个光源单元联合调节时，不同光源对其他像素产生的连带影响还可能在同一像素上同向叠加。若仅依据异常像素的光强偏差和各光源的响应程度确定联合调节参数，可能在减小局部光强偏差的同时增大其他像素的光强偏差，影响空间光强分布的均匀性和补偿准确性。为解决以上问题，本发明设计了一种基于像素响应关联的光强补偿方法及系统。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于像素响应关联的光强补偿方法及系统，通过对多个可独立调节的光源单元施加可区分检测调制，建立各光源单元与目标照明平面各像素之间的像素响应关联关系，根据像素光强偏差确定光强异常像素及候选补偿光源单元，并根据各候选补偿光源单元对光强异常像素的补偿响应和对其他像素的连带响应建立补偿冲突关系，排除具有补偿冲突关系的光源组合并生成候选补偿参数组合，对各组合对应的补偿后整体空间光强分布进行预测和筛选，确定并执行目标补偿参数组合，达到减少多光源联合补偿过程中连带影响的同向叠加、提高空间光强分布与目标空间光强分布的匹配性和补偿准确性的目的。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种基于像素响应关联的光强补偿方法，所述方法包括：

4、获取多个可独立调节的光源单元形成的当前空间光强分布图像和目标空间光强分布；

5、对各光源单元施加可区分检测调制，根据像素光强变化建立包括响应程度和响应方向的像素响应关联关系；

6、根据像素光强偏差确定光强异常像素，并根据补偿方向和所述像素响应关联关系确定候选补偿光源单元；

7、根据各候选补偿光源单元对光强异常像素的补偿响应及对其他像素的连带响应，确定连带响应在同一像素同向叠加的光源之间的补偿冲突关系；

8、排除具有补偿冲突关系的光源组合，根据像素光强偏差和响应程度确定驱动调节量，生成候选补偿参数组合；

9、根据所述像素响应关联关系预测各候选补偿参数组合的补偿后整体空间光强分布，筛选满足预设光强分布条件和光源调节约束的目标补偿参数组合并执行，得到光强补偿结果。

10、进一步地，所述获取多个可独立调节的光源单元在目标照明平面形成的当前空间光强分布图像和目标空间光强分布，包括：

11、在各光源单元保持当前驱动参数的状态下，采集目标照明平面的光强分布图像，得到所述当前空间光强分布图像；

12、获取所述目标照明平面各像素位置对应的目标光强，形成所述目标空间光强分布；

13、根据所述目标照明平面的空间位置，对所述当前空间光强分布图像与所述目标空间光强分布进行像素配准。

14、进一步地，所述对各光源单元施加可区分检测调制，包括：

15、根据各光源单元的当前驱动参数和允许照明扰动范围，确定对应的检测调制量；

16、按照预设检测顺序，或者根据检测时序、调制幅度和调制频率中的至少一项，为各光源单元配置能够相互区分的检测调制信号；

17、根据所述检测调制信号调节对应光源单元，并获取检测调制期间目标照明平面的光强分布图像。

18、进一步地，所述根据像素光强变化建立包括响应程度和响应方向的像素响应关联关系，包括：

19、从检测调制期间的光强分布图像中提取各像素的光强变化序列；

20、根据所述光强变化序列与各检测调制信号之间的对应关系，确定由各光源单元引起的像素光强变化量；

21、根据所述像素光强变化量和对应的检测调制量，确定各光源单元对各像素的响应程度及响应方向；

22、将各光源单元、各像素及其对应的响应程度和响应方向进行关联，建立所述像素响应关联关系。

23、进一步地，所述根据像素光强偏差确定光强异常像素，包括：

24、将所述当前空间光强分布图像中各像素的当前光强与所述目标空间光强分布中对应像素的目标光强进行比较，得到包括偏差方向和偏差量的像素光强偏差；

25、将所述像素光强偏差超出预设允许偏差范围的像素，确定为光强异常像素；

26、或者，在所述目标空间光强分布为均匀光强分布时，将处于不满足预设光强均匀性条件的连续像素区域内、且所述像素光强偏差的偏差量不为零的像素，确定为光强异常像素。

27、进一步地，所述根据补偿方向和所述像素响应关联关系确定候选补偿光源单元，包括：

28、根据所述光强异常像素的像素光强偏差方向确定对应的所需补偿方向；

29、根据所述像素响应关联关系，确定与所述光强异常像素具有响应关联的光源单元；

30、根据各光源单元的响应方向和剩余调节范围，筛选能够使所述光强异常像素沿对应补偿方向变化且剩余调节范围满足预设调节范围条件的待选光源单元；

31、将对所述光强异常像素的响应程度满足预设响应条件的待选光源单元确定为候选补偿光源单元。

32、进一步地，根据各候选补偿光源单元的补偿响应和连带响应建立补偿冲突关系，并生成候选补偿参数组合，包括：

33、根据各候选补偿光源单元沿对应补偿方向调节时对各像素的响应程度和响应方向，确定使光强异常像素的偏差减小的补偿响应，以及使其他像素的偏差增大的连带响应；

34、判断不同候选补偿光源单元的连带响应是否作用于同一像素且响应方向相同，将满足该条件的候选补偿光源单元确定为具有补偿冲突关系；

35、排除同时包含具有补偿冲突关系的候选补偿光源单元的光源组合，得到可组合光源组合；

36、根据各光强异常像素的像素光强偏差及所述可组合光源组合中各候选补偿光源单元的响应程度，在各候选补偿光源单元实施检测调制所覆盖的已检测调节范围内确定对应的驱动调节量，生成候选补偿参数组合。

37、进一步地，根据所述像素响应关联关系预测各候选补偿参数组合的补偿后整体空间光强分布，包括：

38、针对每一候选补偿参数组合，根据各候选补偿光源单元的驱动调节量以及所述像素响应关联关系中对应的响应程度和响应方向，确定各候选补偿光源单元对各像素产生的预测光强变化；

39、将不同候选补偿光源单元对同一像素产生的预测光强变化进行叠加，得到对应像素的预测光强变化量；

40、根据所述预测光强变化量和对应像素的当前光强确定预测补偿后光强，并根据各像素的预测补偿后光强形成所述补偿后整体空间光强分布。

41、进一步地，所述筛选满足预设光强分布条件和光源调节约束的目标补偿参数组合，包括：

42、将各候选补偿参数组合对应的补偿后整体空间光强分布与目标空间光强分布进行比较，确定对应的整体像素光强偏差，并在所述目标空间光强分布为均匀光强分布时，确定预测光强均匀性；

43、筛选所述整体像素光强偏差满足预设像素偏差条件且满足所述光源调节约束的候选补偿参数组合；在所述目标空间光强分布为均匀光强分布时，所述预测光强均匀性还满足预设光强均匀性条件；

44、当存在多个满足条件的候选补偿参数组合时，根据整体像素光强偏差、参与补偿的光源单元数量、总驱动调节量和补偿能耗中的至少一项，确定所述目标补偿参数组合；

45、所述光源调节约束包括驱动参数上下限、单次允许调节幅度和多个光源单元的总功率限制中的至少一项。

46、一种基于像素响应关联的光强补偿系统，所述系统包括：

47、分布获取模块，用于获取多个可独立调节的光源单元在目标照明平面形成的当前空间光强分布图像和目标空间光强分布；

48、响应关联模块，用于对各光源单元施加可区分检测调制，根据像素光强变化建立包括响应程度和响应方向的像素响应关联关系；

49、补偿对象确定模块，用于根据像素光强偏差确定光强异常像素，并根据补偿方向和所述像素响应关联关系确定候选补偿光源单元；

50、冲突关系确定模块，用于根据各候选补偿光源单元对光强异常像素的补偿响应及对其他像素的连带响应，确定连带响应在同一像素同向叠加的光源之间的补偿冲突关系；

51、参数组合生成模块，用于排除具有补偿冲突关系的光源组合，根据像素光强偏差和响应程度确定驱动调节量，生成候选补偿参数组合；

52、预测补偿模块，用于根据所述像素响应关联关系预测各候选补偿参数组合的补偿后整体空间光强分布，筛选满足预设光强分布条件和光源调节约束的目标补偿参数组合并执行，得到光强补偿结果。

53、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

54、通过对各光源单元施加可区分检测调制并建立包括响应程度和响应方向的像素响应关联关系，为光强异常像素及候选补偿光源单元的确定提供实际响应依据；通过区分候选补偿光源单元对光强异常像素的补偿响应和对其他像素的连带响应，建立补偿冲突关系并排除冲突光源组合，减少多光源联合调节时连带影响的同向叠加；通过预测候选补偿参数组合的补偿后整体空间光强分布，并结合预设光强分布条件和光源调节约束进行筛选，提高空间光强分布与目标空间光强分布的匹配性和补偿准确性。