CN104980730B - 一种基于同心圆理论定位光心的方法 - Google Patents

Abstract

一种基于同心圆理论定位光心的方法，其包括如下步骤：（a）从目标图像中选择至少一预定可用区域；（b）在所述可用区域中，根据至少一亮度梯度值得到至少一组大致服从圆分布的亮度数据；（c）对所述服从圆分布的亮度数据进行圆拟合，得到至少一同心圆；以及（d）计算所述同心圆的圆心，从而得到光心的位置。该方法不需要像传统方法中对整幅目标图像进行亮度分析，而是通过对提取的多个所述同心圆进行圆拟合最终定位出光心的位置，在整个过程中不需要移去标板或其他遮挡物，有效且快速的定位出所述光心的位置，然后根据所述光心的位置检测出产品是否存在水平偏心，确保了产品的品质。

Description

一种基于同心圆理论定位光心的方法

技术领域

本发明涉及一种光心确定方法，尤其涉及一种基于同心圆理论定位光心的方法。

背景技术

随着手机行业的高速发展，客户对手机摄像模组的品质要求也越来越高，其中一项重要的指标就是模组组装时的水平偏心检测，如何将这种因水平偏心导致不良品检测出来将是确保产品品质的关键。传统方法是使用对整幅图像进行亮度值分析，然后取平均值来得到光心的位置，要求测试过程中不能有标板遮挡物存在，并且如果离光心位置一定范围内图像亮度分布不均匀将导致计算的光心位置误差很大。因此，研究一种能够准确定位出光心位置的方法将尤为重要。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种基于同心圆理论定位光心的方法，其中通过所述方法能够准确定位出光心，并且操作方便。

本发明的另一目的在于提供一种基于同心圆理论定位光心的方法，其中所述方法是基于目标图像中亮度分布特性，通过挑选不同距离对应的不同亮度梯度植的多个同心圆，然后通过这些同心圆来定位出光心的位置。

本发明的另一目的在于提供一种基于同心圆理论定位光心的方法，其中所述方法不需要对整幅目标图像进行亮度分析，而是对目标图像中预定区域的亮度值进行分析，就能够快速得到光心的准确位置，从而大大节省工作量。

本发明的另一目的在于提供一种基于同心圆理论定位光心的方法，其中在所述方法中，当目标图像的待测试区域内有标板或遮挡物存在时，标板或遮挡物不会影响到最终的测试结果，因为本发明的测试方法可以避开被标板或遮挡物所遮挡的区域。

本发明的另一目的在于提供一种基于同心圆理论定位光心的方法，其中在所述方法中，可以在预定区域挑选亮度分布大致均匀的多个同心圆，从而可以避免局部位置亮度不均匀造成的类似传统方法对整幅目标图像进行亮度分析而带来的误差，也就是，本发明的所述方法可以去除明显会产生的误差的某些区域，从而得到的光心位置更准确。

为达到以上目的，本发明提供一种基于同心圆理论定位光心的方法，其包括如下步骤：

（a）从目标图像中选择至少一预定可用区域；

（b）在所述可用区域中，根据至少一亮度梯度值得到至少一组大致服从圆分布的亮度数据；

（c）对所述服从圆分布的亮度数据进行圆拟合，得到至少一同心圆；以及

（d）计算所述同心圆的圆心，从而得到光心的位置。

根据本发明的一个实施例，在上述方法中，根据多个所述亮度梯度值，得到多个所述同心圆，计算多个所述同心圆的圆心位置，从而以多个所述同心圆的圆心位置的平均值作为所述光心的位置。

根据本发明的一个实施例，在上述方法中，所述预定可用区域中没有标板，以在不移走所述标板的情形下定位所述光心的位置。

根据本发明的一个实施例，在上述方法中，所述预定可用区域是一连续的整体区域。

根据本发明的一个实施例，在上述方法中，所述预定可用区域包括多个离散的局部区域。

根据本发明的一个实施例，在上述方法中，在所述步骤（a）中，还包括步骤：通过互相间隔的两限选框来界定所述预定可用区域，所述预定可用区域位于所述两限选框之间。

根据本发明的一个实施例，在上述方法中，各个所述限选框的形状选自三角形、圆形、椭圆形、正方形、长方形和多边形中的一种。

根据本发明的一个实施例，在上述方法中，所述预定可用区域是一环状区域。

根据本发明的一个实施例，在上述方法中，在所述步骤（a）中，将明显有亮度偏差的区域不选入所述预定可用区域。

根据本发明的一个实施例，在上述方法中，通过所述光心的位置，判断摄像模组在组装时是否存在偏心，以检验所述摄像模组是否合格。

本发明的同心圆理论定位光心的方案，通过对提取的同心圆进行圆拟合最终定位出光心的位置，改变了以往需要整幅图像参与计算并需要移去标板的情况，有效且快速的定位出光心的位置，确保了产品的品质。使用此计算方法的产品，都能在不移标板的前提下准确计算出光心位置，最终检测出产品是否存在水平偏心。

附图说明

图1是目标图像的亮度分布示意图。

图2是根据本发明一个优选实施例的基于同心圆理论定位光心的方法中挑选可用区域的示意图。

图3是根据本发明上述优选实施例的基于同心圆理论定位光心的方法中挑选同心圆的示意图。

图4是根据本发明上述优选实施例的基于同心圆理论定位光心的方法的流程示意图。

图5是根据本发明上述优选实施例的基于同心圆理论定位光心的方法的一个具体应用的流程示意图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

如图1中所示是标准的图像的亮度分布图，从图中可以看出，图像中的亮度是以光心为圆心，以圆形波的形式向四周扩散，离光心越远，其亮度值越小，而离光心越近，其亮度值越大。离光心不同的距离，对应不同的亮度梯度值。而如图1中所示，离光心距离相等的位置，具有大致相同的亮度，从而形成一个同心圆，不同的亮度梯度，对应不同的同心圆，而这些同心圆的具有相当的光心。本发明正是基于这种同心圆理论来定位光心的位置。

如图2至图4所示是根据本发明一个优选实施例的基于同心圆理论定位光心的方法，所述方法通过对多个同心圆C进行圆拟合来获取光心位置，从而代替传统计算光心的方法。

如图2中所示，在所述方法中，可以在目标图像S中划分出一块可用区域S1，在所述可用区域S1中根据服从圆分布的亮度数据，将这些数据进行圆拟合，可以得到一个或多个同心圆C。

所述可用区域S1的挑选，可以是挑选亮度分布大致均匀的区域，也就是说，没有明显亮度偏差的区域。这样，本发明的所述方法得以避开局部位置亮度不均匀造成的类似传统方法对整幅目标图像进行亮度分析而带来的误差。也可以说，当在所述可用区域S1中，取一亮度梯度值T，那么具有所述亮度梯度值T的位置在所述可用区域S1中大致呈圆形排列，这样能够保证最终得到的准确的光心位置。

值得一提的是所述目标图像S中不可用区域S2，可以是亮度有明显偏差的区域，或者是被标板或其他遮挡物所遮挡。也就是说，在本发明中，当所述目标图像S被标板或其他遮挡物遮挡时，不会影响到本发明的光心的位置的确定。因为本发明的所述方法不需要对整个所述目标图像S的亮度值进行总体分析，而是在所述目标图像S中的预定局部区域进行采样，从而找到多个亮度分布均匀的同心圆C，然后根据这些同心圆C来确定光心的位置。

也就是说，在本发明的所述定位光心的方法中，当有标板或其他遮挡物遮挡所述目标图像S时，并不需要移开标板或其他遮挡物，这样，使得本发明的所述方法在操作时更省时省力。

在图2和图3所示的例子中，通过两限选框F1和F2来选择所述可用区域S1。根据本发明的这个优选实施例，所述两限选框F1和F2可以同心的正方形选框。当然，在其他的实施例中，本领域技术人员可以想到的是，所述两限选框F1和F2可以是其他形状，如三角形、圆形、椭圆形、长方形或其他多边形等。也就是说，本发明的所述方法中，所述可用区域S1的选择，可以通过各种方式得到，并不限于图2和图3中所示的具体实例。

如图3中所示，内侧的所述限选框F1内的区域以及外侧的所述限选框F2以外的区域，都是所述不可用区域S2。而在所述限选框F1和所述限选框F2之间的区域是所述可用区域S1，以用于计算光心的位置。

在图3中所示的本发明的优选实施例中，内侧的所述限选框F1可以是正方形，其边长是所述目标图像S的高度的1/3。外侧所述限选框F2也可以是正方形，其边长是所述目标图像S的高度的3/5。当然，本领域技术人员可以理解的是，这里的具体数值只作为举例，而不限制本发明的应用范围。所述限选框F1和所述限选框F2之间的所述可用区域S1的图像亮度值分布将被采样，并用于计算光心的位置。

具体地，根据本发明的这个优选实施例，在所述可用区域S1之内，采样第一亮度梯度值T1，这样，具有所述第一亮度梯度值T1的区域大致呈圆形排列，从而对这些数据进行计算并且圆拟合，得到第一同心圆C1。类似地，采样第二亮度梯度值T2、T3和T4，通过圆拟合可以得到第二同心圆C2、第三同心圆C3和第四同心圆C4。

也就是说，根据设定的阀值，可以从所述可用区域S1中提取四组亮度梯度数据，得到所述4个同心圆，而这4个同心圆的圆心理论上是重合的。通过软件的算法，可以算出各个所述同心圆的圆心的位置。因为实际测量时，采集所述目标图像S的各个位置的亮度数据时难免存在一些误差，导致这些拟合的同心圆的形状和尺寸都会存在一定的偏差，因此对这些同心圆C1、C2、C3和C4得到的圆心的位置取平均值，最终可计算出光心的位置。

值得一提的是，在实际应用中，也可以取不同数量的同心圆，来得到光心的位置。也就是说，本发明的这个优选实施例的4个同心圆C1、C2、C3和C4来计算圆心的位置，从而得到光心的位置的方法只作为举例，在其他的实施例中，也可以通过3个，5个或更多个同心圆来计算光心的位置。

在一个更具体地示例中，如图3所示，所述目标图像为3280*2464(单位：像素)，通过拟合所述4个同心圆C1、C2、C3和C4，计算得到光心的位置是X=1636.1，Y=1230.9。

从而，本发明提供了一种基于同心圆理论定位光心的方法，其包括如下步骤：

（a）从目标图像S中选择至少一预定可用区域S1；

（b）在所述可用区域S1中，根据至少一亮度梯度值T，得到至少一组大致服从圆分布的亮度数据；

（c）对所述服从圆分布的亮度数据进行圆拟合，得到至少一同心圆C；以及

（d）计算所述同心圆C的圆心，从而得到光心的位置。

在上述方法中，所述步骤（a）可以包括步骤：通过两限选框F1和F2来定义所述可用区域S1。本领域技术人员可以理解的是，也可以选择多个所述预定可用区域S1，从各个所述预定可用区域S1中得到一个或多个所述同心圆C。也就是说，选择的可用区域可以是一片整体的区域，也可以包括多个局部的不连续的区域。并且在所述步骤（a）中，可以避开被标板或其他遮挡物所遮挡的区域。也就是说，在应用本发明的所述方法定位光心的位置时，不需要移走标板或其他遮挡物，从而操作更方便。

在所述步骤（b）和所述步骤（c）中，可以选取多个所述亮度梯度值T，从而得到多个所述同心圆C，然后在所述步骤（d）中，对多个所述同心圆C的圆心取平均值，得到所述光心的位置。

如图5所示是根据本发明的这个优选实施例的基于同心圆理论定位光心的方法的一个具体应用的例子。本发明的所述同心圆理论定位光心的方案，不需要像传统方法中对整幅目标图像S进行亮度分析，而是通过对提取的多个所述同心圆C进行圆拟合最终定位出所述光心的位置，在整个过程中不需要移去标板或其他遮挡物，有效且快速的定位出所述光心的位置，然后根据所述光心的位置检测出产品是否存在水平偏心，确保了产品的品质。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (9)

1.一种基于同心圆理论定位光心的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(a)从目标图像中选择位于其局部的至少一预定可用区域；

(b)在所述可用区域中，根据多个亮度梯度值得到多组大致服从圆分布的亮度数据；

(c)对所述服从圆分布的亮度数据进行圆拟合，得到多个同心圆；以及

(d)计算多个所述同心圆的圆心位置，从而以多个所述同心圆的圆心位置的平均值作为所述光心的位置。

2.如权利要求1所述的基于同心圆理论定位光心的方法，其特征在于，所述预定可用区域中没有标板，以在不移走所述标板的情形下定位所述光心的位置。

3.如权利要求1所述的基于同心圆理论定位光心的方法，其特征在于，所述预定可用区域是一连续的整体区域。

4.如权利要求1所述的基于同心圆理论定位光心的方法，其特征在于，所述预定可用区域包括多个离散的局部区域。

5.如权利要求1所述的基于同心圆理论定位光心的方法，其特征在于，在所述步骤(a)中，还包括步骤：通过互相间隔的两限选框来界定所述预定可用区域，所述预定可用区域位于所述两限选框之间。

6.如权利要求5所述的基于同心圆理论定位光心的方法，其特征在于，各个所述限选框的形状选自三角形、圆形、椭圆形、正方形、长方形和多边形中的一种。

7.如权利要求1所述的基于同心圆理论定位光心的方法，其特征在于，所述预定可用区域是一环状区域。

8.如权利要求1所述的基于同心圆理论定位光心的方法，其特征在于，在所述步骤(a)中，将明显有亮度偏差的区域不选入所述预定可用区域。

9.如权利要求1至8中任一所述的基于同心圆理论定位光心的方法，其特征在于，通过所述光心的位置，判断摄像模组在组装时是否存在偏心，以检验所述摄像模组是否合格。