CN109104579B - 一种图像质量评测过程中拍照环境自动评估与调整方法 - Google Patents

一种图像质量评测过程中拍照环境自动评估与调整方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种图像质量评测过程中拍照环境自动评估与调整方法，通过预设拍照环境的光照强度和色温，采集拍照平面的光照条件环境下的光照强度和色温数据，自动评估光照均匀度和色温均匀度，并基于光照均匀度反馈结果，按照均匀度最大化，对光照条件自动调整。

Description

一种图像质量评测过程中拍照环境自动评估与调整方法
技术领域
本发明涉及客观图像质量评价领域，更具体地，涉及一种图像质量评测过程中拍照环境自动评估与调整方法。
背景技术
图像质量的含义主要包括两个方面：图像的逼真度和图像的可懂度。图像质量直接取决于成像装备的光学性能、图像对比度、仪器噪声等多种因素的影响，通过质量评价可以对影像的获取、处理等各环节提供监控手段。为了对图像处理的各个环节进行合理评估，图像质量评价的研究已经成为图像信息工程的基础技术之一。
现阶段进行拍照环境评估的方法包括基于图像的方法和基于拍照区域主观判定的方法。
基于图像的方法流程为
1)手动或者通过控制终端调整拍照环境的光照、色温条件；
2)在拍照环境下利用摄像设备拍摄各角度的图片，并统计各角度图片的光照、色温参数均值；
3)通过上述计算结果来估计拍照环境整体区域的色温、光照是否均匀，若均匀，则进行图卡拍摄，若不均匀，继续调整，重复1)～2)直至满足要求。
基于拍照区域主观判定的方法为
1)手动或者通过控制终端调整拍照环境的光照、色温条件；
2)在拍照区域放置光滑、单色的图板；
3)人工观察色温、光照是否均匀，若均匀，则进行评测图卡拍照，若不均匀，则继续调整，重复1)与2)。
在这两种方法中，基于拍照区域主观判定的方法采用人工判定，难以合理地量化评估，且采集图像的质量、曝光度与采集设备有关，分析结果并不可信。
基于图像的方法可以量化分析光照、色温条件，但缺点是：
1)每次进行不同位置的图像采集与分析，效率极低；
2)拍摄图像的设备与采集图卡并不在同一平面，所以采集光照、色温与真实评测区域有出入，评估结果并不准确。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种自动量化分析客观图像质量评测的拍照环境的方法，通过预设拍照环境的光照强度和色温，收集在该环境下的传感器板上的传感器数据，自动评估多点间的光照均匀度，并按照均匀度最大化的拍照条件自动调优。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种图像质量评测过程中拍照环境自动评估与调整方法，包括，其特征在于，包括以下步骤：
S1：预设拍照环境的光照强度和色温，并通过调整光照设备，使光照设备的调整值接近预设条件；
S2：获取预设拍照环境下的拍照图卡上的某些位置点的光照强度量化参数和色温量化参数；
S3：利用步骤S2得到的光照强度量化参数和色温量化参数与位置点的位置信息进行插值，分别得到大小为M×N的光照强度矩阵L与色温矩阵T；
S4：根据光照强度矩阵L与色温矩阵T分别计算光照强度均匀度和色温均匀度；
S5：根据均匀度调整光照设备。
进一步地，所述步骤S4中，
光照强度均匀度的计算方法为：计算光照强度矩阵L在行、列方向的光照强度一阶差分值Lx与Ly，通过计算差分值均方和，得到整体差分值
Figure BDA0001820202960000021
取Lr的最大值dlm作为光照强度均匀度结果；
色温均匀度的计算方法为：计算色温矩阵T在行、列方向的光照一阶差分值Tx与Ty，通过计算差分值均方和，得到整体差分值
Figure BDA0001820202960000022
取Tr的最大值dtm作为色温均匀度结果。
进一步地，其特征在于，所述步骤S5中，根据均匀度调整光照设具体包括：
计算步骤S4计算得到的光照强度均匀度和色温均匀度与步骤S1中调整后的光照设备的光照强度和色温差值，若差值超过设定比例误差，则调整光照设备，并重复步骤S1～S4，直至误差小于比例误差为止。
进一步地，所述步骤S5中，根据均匀度调整光照设备进一步包括：
统计光照强度矩阵L与色温矩阵T中行向量Ty与Ly中第1行到第
Figure BDA0001820202960000031
行的光照强度均匀度最大值dlmh与色温均匀度最大值dtmh，统计Ty与Ly中第
Figure BDA0001820202960000032
行到第M行的光照强度均匀度最大值dlml与色温均匀度最大值dtml，若dlmh+dtmh>dlml+dtml，则向下方按照固定步长调整光照方向，否则向上方按照固定步长调整光照方向，直至|dlmh+dtmh-dlml-dtml|最小；
统计照强度矩阵L与色温矩阵T中列向量Tx与Lx第1列到第
Figure BDA0001820202960000033
列的光照强度均匀度最大值dlmh与色温均匀度最大值dtmh，统计Tx与Lx第
Figure BDA0001820202960000034
列到第N列的最大值dlml与dtml，若dlmh+dtmh>dlml+dtml，则向右方按照固定步长调整光照方向；否则向左方按照固定步长调整光照方向，直至|dlmh+dtmh-dlml-dtml|最小。
进一步地，所述步骤S5中，根据均匀度调整光照设备进一步包括：
缩小光照方向调整步长，进一步微调，光照方向上下调整步长最多不超过a个步长，左右调整步长最多不超过b个步长，分别统计每次调整光照方向时的光照强度矩阵L与色温矩阵T的光照强度均匀度和色温均匀度之和，以光照强度均匀度和色温均匀度之和最小时的光照方向作为最佳光照条件。
进一步地，所述设定比例误差为1％～10％。
从上述技术方案可以看出，本发明通过计算拍照平面的光照强度和色温对光照强度和色温进行评估，并基于光照强度和色温均匀度反馈结果，自动调整光照设备，从而精准控制拍照环境，因此，本发明具有自动、准确的显著特点。
附图说明
图1是本发明方法流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
需要说明的是，在下述的具体实施方式中，在详述本发明的实施方式时，为了清楚地表示本发明的结构以便于说明，特对附图中的结构不依照一般比例绘图，并进行了局部放大、变形及简化处理，因此，应避免以此作为对本发明的限定来加以理解。
在以下本发明的具体实施方式中，请参阅图1，图1是本发明方法流程示意图。如图所示。
一种图像质量评测过程中拍照环境自动评估与调整方法，包括以下步骤：
S1：预设拍照环境的光照强度和色温，并通过调整光照设备，使设备的调整值接近预设条件。
本发明实施例中，假定拍摄过程中，光照强度为100lx，色温为5000K，通过调整光照设备(箱式、立式、整体设备组等可调光照设备均可)，使设备的调整值接近预设条件。
S2：获取预设拍照环境下的拍照图卡上的某些位置点的光照强度量化参数和色温量化参数。
在本实施例中，采用传感器获取光照强度和色温的量化参数，具体的，采用点状光传感器组，将点状光传感器组按特定的排列均布在同拍照图卡一样尺寸的传感器板上，将传感器板和拍照图卡同平面、同位置放置，即将传感器板放置在要进行客观评测的拍照区，保证传感器板与需要拍摄的图卡在同一平面；传感器板上镶嵌有多个色温传感器和多个光照传感器。
采集每个传感器的光照强度参数和色温参数，并记录每个传感器在传感器板的位置，得到拍照区域的光照强度量化参数和色温量化参数。
当然也可以用其它设备或其它布置方式采集光照参数，例如，将传感器组装在拍摄终端，设定采集的角度和距离，也可以得到特定位置处的光照参数。
S3：利用得到的光照强度量化参数和色温量化参数与传感器位置信息进行插值，得到的大小为M×N的光照强度矩阵L与色温矩阵T。
本实施例中，光照强度矩阵L与色温矩阵T的大小M×N为32*32。
S4：进行均匀度评估计算，具体的，本实施例采用以下方法：
计算光照强度矩阵L在行、列方向的光照一阶差分值Lx与Ly，通过计算差分值均方和，得到整体差分值
Figure BDA0001820202960000041
取Lr的最大值dlm作为均匀度评估结果，dlm越大，则光照越不均匀。
计算色温矩阵T在行、列方向的光照一阶差分值Tx与Ty，通过计算差分值均方和，得到整体差分值
Figure BDA0001820202960000042
取Tr的最大值dtm作为均匀度评估结果，dtm越大，则色温越不均匀。
S5：基于均匀度反馈结果调整光照设备的光照条件。
计算光照强度矩阵L与色温矩阵T的均值，若该均值与调整的光照条件相差超过设定比例误差，则调整光照设备，并重复S1～S4，直至误差小于比例误差为止。
误差范围一般到1％～10％，本发明实施例中，光强误差为5％，色温误差为10％。
为了调整更准确，可以采用下面的方法进一步调整，统计Ty与Ly中第1行到第
Figure BDA0001820202960000051
行的最大值dlmh与dtmh，统计Ty与Ly第
Figure BDA0001820202960000052
行到第M行的最大值dlml与dtml，若dlmh+dtmh>dlml+dtml，则向下方按照固定步长调整光照方向，否则向上方按照固定步长调整光照方向，直至|dlmh+dtmh-dlml-dtml|最小。
统计Tx与Lx第1列到第
Figure BDA0001820202960000053
列的最大值dlmh与dtmh，统计Tx与Lx第
Figure BDA0001820202960000054
行到第N行的最大值dlml与dtml，若dlmh+dtmh>dlml+dtml，则向右方按照固定步长调整光照方向；否则向左方按照固定步长调整光照方向，直至|dlmh+dtmh-dlml-dtml|最小。
本发明实施例中，采用的是自动电机，一个固定步长为传递1秒占空比为400的PWM波。
还可以在上述基础上进一步进行微调，缩小光照方向调整步长，上下调整步长最多不超过a个步长，左右调整步长最多不超过b个步长，分别统计L与T的dlm与dtm，然后找到最小的dlm+dtm，作为最终调整的最均匀光照条件。
本发明实施例中，上下调整步长最多不超过3个步长，左右调整步长最多不超过4个步长。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种图像质量评测过程中拍照环境自动评估与调整方法，包括，其特征在于，包括以下步骤：
S1：预设拍照环境的光照强度和色温，并通过调整光照设备，使光照设备的调整值接近预设条件；
S2：采用点状光传感器组，将点状光传感器组按特定的排列均布在同拍照图卡一样尺寸的传感器板上，将传感器板和拍照图卡同平面、同位置放置，即将传感器板放置在要进行客观评测的拍照区，保证传感器板与需要拍摄的图卡在同一平面；传感器板上镶嵌有多个色温传感器和多个光照传感器；
采集每个传感器的光照强度参数和色温参数，并记录每个传感器在传感器板的位置，获取预设拍照环境下的拍照图卡上的某些位置点的光照强度量化参数和色温量化参数；
S3：利用步骤S2得到的光照强度量化参数和色温量化参数与位置点的位置信息进行插值，分别得到大小为M×N的光照强度矩阵L与色温矩阵T；
S4：根据光照强度矩阵L与色温矩阵T分别计算光照强度均匀度和色温均匀度；
光照强度均匀度的计算方法为：计算光照强度矩阵L在行、列方向的光照强度一阶差分值Lx与Ly，通过计算差分值均方和，得到整体差分值
Figure FDA0002630709910000011
取Lr的最大值dlm作为光照强度均匀度结果；
色温均匀度的计算方法为：计算色温矩阵T在行、列方向的光照一阶差分值Tx与Ty，通过计算差分值均方和，得到整体差分值
Figure FDA0002630709910000012
取Tr的最大值dtm作为色温均匀度结果；
S5：根据均匀度调整光照设备。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S5中，根据均匀度调整光照设具体包括：
计算步骤S4计算得到的光照强度均匀度和色温均匀度与步骤S1中调整后的光照设备的光照强度和色温差值，若差值超过设定比例误差，则调整光照设备，并重复步骤S1～S4，直至误差小于比例误差为止。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S5中，根据均匀度调整光照设备进一步包括：
统计光照强度矩阵L与色温矩阵T中行向量Ty与Ly中第1行到第
Figure FDA0002630709910000021
行的光照强度均匀度最大值dlmh与色温均匀度最大值dtmh，统计Ty与Ly中第
Figure FDA0002630709910000022
行到第M行的光照强度均匀度最大值dlml与色温均匀度最大值dtml，若dlmh+dtmh>dlml+dtml，则向下方按照固定步长调整光照方向，否则向上方按照固定步长调整光照方向，直至|dlmh+dtmh-dlml-dtml|最小；
统计照强度矩阵L与色温矩阵T中列向量Tx与Lx第1列到第
Figure FDA0002630709910000023
列的光照强度均匀度最大值dlmh与色温均匀度最大值dtmh，统计Tx与Lx第
Figure FDA0002630709910000024
列到第N列的最大值dlml与dtml，若dlmh+dtmh>dlml+dtml，则向右方按照固定步长调整光照方向；否则向左方按照固定步长调整光照方向，直至|dlmh+dtmh-dlml-dtml|最小。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S5中，根据均匀度调整光照设备进一步包括：
缩小光照方向调整步长，进一步微调，光照方向上下调整步长最多不超过a个步长，左右调整步长最多不超过b个步长，分别统计每次调整光照方向时的光照强度矩阵L与色温矩阵T的光照强度均匀度和色温均匀度之和，以光照强度均匀度和色温均匀度之和最小时的光照方向作为最佳光照条件。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述设定比例误差为1％～10％。
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