[發明專利]一種基于光參數估計的圖像高光補償方法

在審

• 申請號: 201910247022.0
• 申請日: 2019-03-29
• 公開（公告）號: CN109978793A
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 喬玉晶;張思遠;趙宇航
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提出了一種基于光參數估計的圖像高光補償方法，其實現步驟為：(1)根據朗伯模型對拍攝對象進行局部光照方向估計；(2)通過光強與像素的關系對光照強度進行估計；(3)依照光參數估計值修正光源位置；(4)重新拍攝出物體光照均勻的圖片。本方法將朗伯模型作為參照，結合光源與物體之間的關系，通過理想灰度圖片反向推測光源位置，可以將圖片進行效果良好的光照補償。

技術領域

本發明涉及計算機圖像處理技術領域，具體涉及一種基于光參數估計的圖像高光補償方法。

背景技術

在工業圖像檢測中，由于環境的原因，必須增加人工光源才能獲取到較為清晰的樣本圖像，帶來的弊端就是物體表面受到光照分布不均勻的影響，同時產生鏡面反射與漫反射。大量鏡面反射的聚集會形成高光區域，嚴重影響圖像質量。

目前現有的高光補償方法一方面為改進硬件條件的方法，這種方法只能適應單一的環境，一旦環境條件改變，硬件條件也需要隨之改變。另一方面為采用光照估計的方法，通過借助輔助標志物和輔助設備來獲得真實場景中光照信息。輔助標志物可分為基于陰影和人工放置的標志物，輔助設備有深度相機、廣場相機以及魚眼相機等。

本發明采用的是基于光參數估計的圖像高光補償方法。該方法無需標志物或輔助設備，通過場景中本身存在的信息來估計光照。它顯著的優點是計算量小，簡單容易實現，且魯棒性強，不受環境條件的改變而改變。

發明內容

本發明的目的在于解決工業圖像檢測中由光照不均導致的圖片高光問題，通過估計出光照方向和強度參數，建立出拍攝物體與光源之間的關系，然后對高光區域進行光照強度均衡化，以達到均勻光照的目的。

為實現上述目的，本發明的具體實現步驟如下：

一種基于光參數估計的圖像高光補償方法，包括如下步驟：

(1)根據朗伯模型對拍攝對象進行局部光照方向估計：

(1a)通過對物體表面點法矢量和光源方向法矢量的計算，對反射圖方程進行微分和求矩，估計出光源方向的方位角τ；

(1b)分析物體表面與光源的位置關系，估計出光源方向的傾角δ；

(2)通過光強與像素的關系對光照強度進行估計；

(3)依照光參數估計值修正光源位置：

通過估計出的光照參數識別出高光區域并作進一步均光處理；

(4)重新拍攝出物體光照均勻的圖片:

根據估計出的光照參數，重新設置光源位置，拍攝均勻光照的物體圖片。

有益效果：通過一種基于光參數估計的圖像高光補償方法，利用光照方向和光照強度的參數估計來確定高光區域，使得物體受光均勻，該方法具有魯棒性，對于多種類物體和各種環境下均適用。

附圖說明

圖1為本發明的流程圖；

圖2為朗伯光學反射模型圖；

圖3為瓷碗部分高光特征灰度像素處理過程圖；

圖4為推測高光區域并進一步處理的流程圖；

圖5為經過均勻光照前后的像素對比圖；

具體實施方式：

下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步詳細描述。

本發明提供一種基于光參數估計的圖像高光補償方法，流程圖如圖1所示，該方法包括以下步驟：

(1)根據朗伯模型對拍攝對象進行局部光照方向估計；

(2)通過光強與像素的關系對光照強度進行估計；