[發(fā)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

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• 申請日: 2021-06-21
• 公開（公告）號: CN113411510B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發(fā)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

本發(fā)明涉及信息技術領域，公開了一種基于圖像質量評價和紅熱鍛件的相機自動曝光算法。一種基于圖像質量評價和紅熱鍛件的相機自動曝光算法包括數(shù)據(jù)采集、圖像預處理、建立圖像質量評價模型、制作圖像質量得分查找表、預測圖像質量得分以實現(xiàn)相機自動曝光。該算法利用圖像的質量得分來實現(xiàn)相機的自動曝光控制。實現(xiàn)簡單、運算速度快，能有效的獲得高質量的鍛件圖片，是實現(xiàn)鍛件尺寸自動測量設備獲得高精度測量的重要前提和保障。

技術領域

本發(fā)明涉及信息技術領域，特別涉及公開了一種基于圖像質量評價和紅熱鍛件的相機自動曝光算法。

背景技術

鍛件在軋制過程中，需要采用自動化設備中的測量軟件及算法對紅熱鍛件進行尺寸測量，該方法采用圖像三維測量方法，測量的精度和質量依賴于期間采集的圖像質量。鍛件在鍛造過程中，溫度一直在變化，由于高溫鍛件暴露在室外工作環(huán)境，從最高1200℃左右高溫逐步降到600℃左右的低溫，在此期間拍攝所得圖像如果圖像采集參數(shù)不變，圖像會逐步變暗，一般在此工況下,相機采用定焦定光圈拍攝,圖像參數(shù)調整,一般只涉及曝光時間的調整,從最高1200℃左右高溫逐步降到600℃時,為使圖像清晰,曝光值會作相應的調整,一般取值范圍為50～10000,所以，在圖像測量過程中，圖像采集參數(shù)和圖像質量需要進行相應的調整和變化,使用相機自帶的自動曝光方式AE，由于調整范圍過大,拍攝圖像效果欠佳,拍攝到的鍛件圖像不僅保留了過多的背景，同時使得目標的邊緣模糊，紋理減少，不利于鍛件的尺寸測量。因此，要獲得比較理想的圖像就需要對圖像質量進行評價，并且基于該評價指標，來自動調整相機的曝光參數(shù)，使每次拍攝的圖像質量不隨鍛件溫度值的變化而變化，始終保持清晰、明亮，便于進行各類圖像測量工作。

本申請要解決的技術問題為：如何建立一套可靠的質量評價算法模型，并用以實現(xiàn)對相機曝光值的自動調整，從而獲得少背景、高質量、邊緣清晰的鍛件圖像。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種基于圖像質量評價和紅熱鍛件的相機自動曝光算法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案，公開了一種基于圖像質量評價和紅熱鍛件的相機自動曝光算法，包括：

數(shù)據(jù)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(huán)采集不同溫度下的鍛件圖像，形成數(shù)據(jù)集A；并對數(shù)據(jù)集A進行主觀意見評分MOS，得到標注的數(shù)據(jù)集B；

目標對象掩碼獲取：對數(shù)據(jù)集A中的每幀圖像進行預處理,預處理方式為先對數(shù)據(jù)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(jù)數(shù)據(jù)集A及其標注數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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,將其與掩碼重疊的像素點通過圖像質量評價模型計算其對應的圖像質量得分score,并將其存儲為二維數(shù)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，修正相機當前的曝光時間。

在一些實施方式中，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