[發(fā)明專利]一種用于機(jī)器人焊接視覺(jué)的圖像快速降噪模型建立方法在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202110012679.6 | 申請(qǐng)日： | 2021-01-06 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN112734667A | 公開(kāi)（公告）日： | 2021-04-30 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 李瑞峰;王珂;秦中昊;趙立軍;葛連正 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 哈爾濱工業(yè)大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | G06T5/00 | 分類號(hào)： | G06T5/00;G06T7/80 |
| 代理公司： | 哈爾濱華夏松花江知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23213 | 代理人： | 楊曉輝 |
| 地址： | 150001 黑龍*** | 國(guó)省代碼： | 黑龍江;23 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 用于 機(jī)器人 焊接 視覺(jué) 圖像 快速 模型 建立 方法 | ||
1.一種用于機(jī)器人焊接視覺(jué)的圖像快速降噪模型建立方法，其特征在于，具體包括：
步驟一、獲取多幀曝光時(shí)長(zhǎng)不同的標(biāo)定圖像；
步驟二、計(jì)算所有標(biāo)定圖像，每個(gè)像素點(diǎn)的輻照度表達(dá)值；
步驟三、計(jì)算所有圖像對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)輻照度表達(dá)值的加權(quán)平均值，作為對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)的最終的輻照度表達(dá)值；
步驟四、利用色調(diào)映射函數(shù)，將所述最終的輻照度表達(dá)值壓縮成目標(biāo)灰度值；
步驟五、任意選取兩幀曝光時(shí)長(zhǎng)不同的標(biāo)定圖像，利用兩幀圖像中每個(gè)對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)的目標(biāo)灰度值，構(gòu)造帶有映射關(guān)系的查找表，所述查找表的橫縱坐標(biāo)分別是曝光時(shí)間不同圖像的像素灰度值；
步驟六、利用圖形學(xué)操作方法，消除表格中的數(shù)據(jù)離群點(diǎn)與區(qū)域邊緣的毛刺；
步驟七、將數(shù)據(jù)集中分布區(qū)域設(shè)定為脊線區(qū)域，通過(guò)像素鄰域灰度平均的方法與卷積平均法對(duì)脊線區(qū)域數(shù)據(jù)進(jìn)行修正；完成模型建立。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于機(jī)器人焊接視覺(jué)的圖像快速降噪模型建立方法，其特征在于，步驟一中多幀曝光時(shí)長(zhǎng)不同的標(biāo)定圖像：至少包括一幀最短曝光時(shí)間圖像與一幀最長(zhǎng)曝光時(shí)間圖像，且曝光時(shí)間均不同，在采集過(guò)程中保持工業(yè)相機(jī)與采集場(chǎng)景相對(duì)靜止。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于機(jī)器人焊接視覺(jué)的圖像快速降噪模型建立方法，其特征在于，步驟二中計(jì)算所有標(biāo)定圖像，每個(gè)像素點(diǎn)的輻照度表達(dá)值的具體方法為：
步驟二一、根據(jù)像素灰度與輻照度以及曝光時(shí)間的固有關(guān)系，建立關(guān)系函數(shù)；
步驟二二、設(shè)定關(guān)系函數(shù)的損失函數(shù)，利用最小二乘法，獲得輻照度表達(dá)值函數(shù)；
步驟二三、將每個(gè)標(biāo)定圖像每個(gè)像素點(diǎn)的灰度和曝光時(shí)長(zhǎng)代入輻照度表達(dá)值函數(shù)，獲得每個(gè)標(biāo)定圖像像素點(diǎn)的輻照度表達(dá)值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于機(jī)器人焊接視覺(jué)的圖像快速降噪模型建立方法，其特征在于，步驟二二中設(shè)定關(guān)系函數(shù)的損失函數(shù)，利用最小二乘法，獲得輻照度表達(dá)值函數(shù)的具體方法為：
設(shè)定關(guān)系函數(shù)的損失函數(shù)：
其中，g(Zij)＝lnEi+lnΔtj g(Zij)為關(guān)系函數(shù)，g(Zij)＝lnEi+lnΔtj，Δtj為第j幀標(biāo)定圖像的曝光時(shí)長(zhǎng)，Ei為第i個(gè)像素對(duì)應(yīng)正是位置的輻照度表達(dá)值，Zij為第j幀標(biāo)定圖像的第i個(gè)像素的灰度，w(Zij)為像素灰度等于Zij時(shí)所對(duì)應(yīng)的權(quán)重，λ為函數(shù)Omap中第一項(xiàng)與第二項(xiàng)的平衡參數(shù)，Zmax為像素灰度極大值，Zmin為像素灰度極小值，N為一幀圖像的像素總數(shù)，P為標(biāo)定圖像的總幀數(shù)，g″(Zij)為函數(shù)g曲線的平滑控制參數(shù)，在像素灰度值Zij處的表達(dá)式為：
g″(Zij)＝g(Zij-1)-2g(Zij)+g(Zij+1)
當(dāng)像素灰度靠近極值Zmax，Zmin時(shí)，權(quán)重采用類Sigmoid函數(shù)：
其中，γtrs為需要擬定的閾值；
利用最小二乘法，求解關(guān)系函數(shù)g(Zij)，獲得輻照度表達(dá)值函數(shù)：
Ei＝exp(g(Zij)-lnΔtj)。
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