[發明專利]一種基于圖像質量評價和紅熱鍛件的相機自動曝光算法

有效

• 申請號: 202110685899.5
• 申請日: 2021-06-21
• 公開（公告）號: CN113411510B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 鄭清志;崔云鵬;趙一鋮
• 申請（專利權）人: 北京清影機器視覺技術有限公司
• 主分類號: H04N5/235
• 分類號: H04N5/235;H04N5/232
• 代理公司: 佛山市智匯聚晨專利代理有限公司 44409
• 代理人: 曹麗敏

1.一種基于圖像質量評價和紅熱鍛件的相機自動曝光算法，其特征在于，包括：

數據采集：通過相機采集N幀目標對象圖像，采集方式為按照曝光時間序列ET[X]循環采集不同溫度下的鍛件圖像，形成數據集A；并對數據集A進行主觀意見評分MOS，得到帶標注的數據集，ET[X]為一維數組,X∈[0,100000]；

目標對象掩碼獲取：對數據集A中的每幀圖像進行預處理,預處理方式為先對數據集A中的每幀圖像進行灰度化,其次通過自適應閾值化技術,獲得包含主要特征的目標對象掩碼mask；

建立圖像質量評價模型：圖像質量評價模型由圖像均值mean、標準差std和信息熵cmt三部分組成，對此三部分進行加權求和得到圖像質量得分score，加權因子根據數據集A及其標注數據B代入質量評價模型求最小二乘得到；

制作圖像質量得分查找表：對數據集A中的每幀圖像使用預處理技術獲得包含主要特征的目標掩碼,將圖像與掩碼重疊的像素點通過圖像質量評價模型計算圖像質量得分score,并將質量得分存儲為二維數組scores[M][N],其中M為曝光值序列，N為溫度值序列；

獲取最佳曝光時間值：首先通過相機獲取一幀圖像，并讀取相機此時被設置的曝光時間；其次使用圖像質量評價模型計算當前圖像對應的圖像質量得分score，并使用圖像質量得分查找表得到相機的最佳曝光時間；

相機曝光值修正：調用相機曝光值設置接口，修正相機的當前曝光時間。

2.根據權利要求1所述的基于圖像質量評價和紅熱鍛件的相機自動曝光算法，其特征在于，所述圖像質量評價模型的建立包括：

(1)對圖像質量得分score的計算，其計算公式為：

score＝α*mean+β*std+γ*cmt

其中，α為均值權重因子與均值歸一化因子的比值，β為標準差權重因子與標準差歸一化因子的比值，γ為信息熵權重因子與信息熵歸一化因子的比值，各個權重因子的值根據數據集A及其標注數據B代入質量評價模型求最小二乘得到；

(2)對圖像均值mean的計算，其計算公式為：

其中圖像大小為[m,n]，I為圖像亮度，i為行坐標，j為列坐標；

(3)對標準差std的計算，其計算公式為：

其中，為亮度均值，圖像大小為[m,n]，I為圖像亮度，i為行坐標，j為列坐標；

(4)對信息熵的計算，其計算公式為：

其中，P_(i)為灰度值為i的像素個數與像素總個數之比，n為灰度級總數，n的范圍為[0,255]。

3.根據權利要求1所述的基于圖像質量評價和紅熱鍛件的相機自動曝光算法，其特征在于，所述目標對象掩碼獲取中閾值的計算公式為：

其中t為閾值因子，取值范圍為[0,100]，圖像大小為[m,n]，I為圖像亮度，i為行坐標，j為列坐標。

4.根據權利要求1所述的基于圖像質量評價和紅熱鍛件的相機自動曝光算法，其特征在于，所述獲取最佳曝光時間值的具體步驟包括：

(1)可選的曝光時間序列,存儲為一維數組ET[X],X∈[0,100000]；

(2)獲得當前相機曝光時間，并確定其在曝光時間序列中的位置r；

(3)采集一幀圖像，計算其圖像質量得分score；

(4)計算當前圖像質量得分score與圖像質量得分查找表scores[M][N]第r行中差值最小處的圖像質量得分，并返回列索引值c；

(5)計算圖像質量得分查找表第c列中最大的圖像質量得分,并返回其索引值k；

(6)得到最佳曝光時間BEST_ET＝ET[k]。

5.根據權利要求4所述的基于圖像質量評價和紅熱鍛件的相機自動曝光算法，其特征在于，最小差值計算公式為：

min_delta＝min[|score-scores[r][i]|],i∈[0,M]。

6.根據權利要求4所述的基于圖像質量評價和紅熱鍛件的相機自動曝光算法，其特征在于，所述最大的圖像質量得分的計算公式為：

max_score＝max[scores[i][c]],i∈[0,N]。