[發(fā)明專利]一種針對立體物體的圖像清晰度評價方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911212471.8
• 申請日: 2019-12-02
• 公開（公告）號: CN110956624B
• 公開（公告）日: 2023-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 譚治英;趙寶來;費仲文;徐孝彬;趙鳴暉;沙劉力;袁文強
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)常州校區(qū)
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T5/00;G06T7/136;G06T7/13
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 丁濤

本發(fā)明是一種基于立體物體的圖像清晰度評價方法，包括如下步驟：啟動舵機使調(diào)焦環(huán)轉(zhuǎn)動，并觸發(fā)相機每隔固定時間采集一組圖像；對每幅圖像進行預(yù)處理，其中預(yù)處理包括中值濾波濾除噪聲，閾值分割將圖像二值化處理；對預(yù)處理后的圖像進行Canny邊緣檢測；提取感興趣的邊緣法線方向上固定范圍內(nèi)的灰度值，將得到的灰度值作為點集；用最小二乘法進行曲線擬合；輸出每個感興趣區(qū)域的指數(shù)系數(shù)D，取平均值作為此幅圖像的清晰度評價指標(biāo)；比較每幅圖像的指標(biāo)，得到最清晰的圖像并使調(diào)焦環(huán)轉(zhuǎn)到指定位置。本發(fā)明采用新的評價函數(shù)對圖像的感興趣區(qū)域進行局部評價，針對某一具體物體的具體要求能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確評價的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計算機視覺技術(shù)和圖像處理領(lǐng)域，設(shè)計了一種針對立體物體的圖像清晰度評價方法。

背景技術(shù)

隨著機器視覺的應(yīng)用與發(fā)展，獲取高清晰度的圖像在工業(yè)檢測領(lǐng)域有著重大意義，在工業(yè)檢測過程中，目前主要依靠有經(jīng)驗的機器視覺工程師花費較長時間調(diào)節(jié)鏡頭對焦環(huán)來獲得清晰的圖像，受人為因素影響對焦結(jié)果優(yōu)劣不同，導(dǎo)致成像系統(tǒng)沒有達到最佳使用狀態(tài)，因此，自動對焦技術(shù)的研究有著重要意義。自動對焦技術(shù)的重要一環(huán)是圖像清晰度的評價，圖像清晰度評價函數(shù)的好壞直接影響自動調(diào)焦的精度。目前國內(nèi)外提出的圖像清晰度評價函數(shù)大多針對整幅圖像，對于立體物體，不同平面具有不同的清晰度，根據(jù)具體需求對不同的平面有不一樣的清晰度要求，因此，對整幅圖像進行全局清晰度評價不能達到目的。本發(fā)明對感興趣區(qū)域進行局部評價，能夠解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提出一種基于立體物體的圖像清晰度評價方法，利用一種自動對焦裝置，所述自動對焦裝置包括舵機、相機、調(diào)焦環(huán)、工作臺，所述調(diào)焦環(huán)連接在相機上，所述調(diào)焦環(huán)通過舵機進行調(diào)焦，所述工作臺位于調(diào)焦環(huán)下方，工作臺上放置待測物體，其特征在于包括如下步驟：

(1)、啟動舵機使調(diào)焦環(huán)轉(zhuǎn)動，并觸發(fā)相機每隔固定時間采集一組圖像，使圖像清晰度由模糊到清晰再到模糊，記下每張照片對應(yīng)的刻度值；所述每隔固定時間通過工控機進行人工設(shè)定；

(2)、對每幅圖像進行預(yù)處理，其中預(yù)處理包括中值濾波濾除噪聲，閾值分割將圖像二值化處理；

(3)、對預(yù)處理后的圖像進行Canny邊緣檢測，提取圖像邊緣；

(4)、提取感興趣的邊緣法線方向上固定范圍內(nèi)的灰度值，所述固定范圍通過邊緣向兩邊延長相同長度的像素點構(gòu)成，將得到的灰度值作為點集；

(5)、用最小二乘法進行曲線擬合，得到的指數(shù)系數(shù)D作為評價圖像清晰度的指標(biāo)；

(6)、輸出每個感興趣區(qū)域的指數(shù)系數(shù)D，取平均值作為此幅圖像的清晰度評價指標(biāo)；

(7)、比較每幅圖像的指標(biāo)，得到最清晰的圖像并使調(diào)焦環(huán)轉(zhuǎn)到指定位置。

上述步驟(5)中的曲線擬合的方法如下：

曲線函數(shù)形式為：

其中，y表示x位置處的灰度值，A、B、C、D、E為待定參數(shù)；設(shè)點集為?{(x₁，y₁)，(x₂，y₂)，…，(x_n，y_n)}，目標(biāo)函數(shù)為：

設(shè)利用最小二乘法非線性擬合方法求取參數(shù)A、B、?C、D、E使得L達到最小。本發(fā)明通過調(diào)用MATLAB中的nlinfit函數(shù)擬合該曲線。

本發(fā)明的優(yōu)點是能夠?qū)μ囟▍^(qū)域進行局部評價，針對特定的需求達到準(zhǔn)確評價清晰度的要求。

附圖說明

圖1為本發(fā)明設(shè)計的自動調(diào)焦機構(gòu)。

圖2為本發(fā)明實施例的操作流程圖。