CN110992465A - 光源均匀度处理方法、装置及系统 - Google Patents

光源均匀度处理方法、装置及系统 Download PDF

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曾纪光
张天皓
张涛
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Abstract

本申请实施例公开了一种光源均匀度处理方法、装置及系统,方法包括:获取待处理图片;根据所述待处理图片确定第一区域和第二区域,并将所述第一区域和第二区域之和确定为第三区域;分别计算所述第一区域、第二区域和第三区域的第一灰度值均匀度、第二灰度值均匀度和第三灰度值均匀度;根据所述第一灰度值均匀度、第二灰度值均匀度和第三灰度值均匀度判定光源均匀度。实施本申请实施例,通过上述三个灰度值均匀度可直观地观察图片的整体均匀度变化情况。

Description

光源均匀度处理方法、装置及系统
技术领域
本申请涉及图像处理技术领域,具体涉及一种光源均匀度处理方法、装置及系统。
背景技术
工业机器视觉检测领域,光源是影响机器视觉系统图像水平的重要因素。通过适当的光源照明设计,使图像中的目标信息与背景信息得到最佳分离,可以大大降低图像处理算法分割、识别的难度,同时提高系统的定位、测量精度,使系统的可靠性和综合性能得到提高。因此,光源的可靠性及光学系统设计的成败是决定系统成败的首要因素。对于不同产业应用到的照明方案,都起着重大作用。现有的光源均匀性检测技术是通过计算灰度值判定,不能够直观的观察整体光源均匀性趋势。
申请内容
本申请实施例的目的在于提供一种光源均匀度处理方法、装置及系统,以直观地观察图片整体均匀度变化情况。
为实现上述目的,第一方面,本申请实施例提供了一种光源均匀度处理方法,包括:
获取待处理图片;
根据所述待处理图片确定第一区域和第二区域,并将所述第一区域和第二区域之和确定为第三区域;
分别计算所述第一区域、第二区域和第三区域的第一灰度值均匀度、第二灰度值均匀度和第三灰度值均匀度;
根据所述第一灰度值均匀度、第二灰度值均匀度和第三灰度值均匀度判定光源均匀度。
作为本申请一种具体的实施方式,根据所述待处理图片确定第一区域和第二区域,并将所述第一区域和第二区域之和确定为第三区域,具体包括:
对所述待处理图片进行分区处理,以得到所述第一矩形框和第二矩形框,其中所述第一矩形框的面积大于第二矩形框,且所述第一矩形框和第二矩形框的几何中心重合;
接收用户对所述第一矩形框的绘制处理,以得到多个内框,并将多个内框作为所述第一区域;
接收用户对所述第二矩形框的绘制处理,以得到多个外框,并将多个外框作为所述第二区域;
将多个内框和外框的面积之和确定所述第三区域。
作为本申请一种具体的实施方式,分别计算所述第一区域、第二区域和第三区域的第一灰度值均匀度、第二灰度值均匀度和第三灰度值均匀度,具体包括:
计算每一所述内框和每一所述外框的第一灰度值和第二灰度值;
根据所述第一灰度值和第二灰度值计算所述第一区域和第二区域的灰度值均值;
根据多个所述第一灰度值和灰度值均值计算所述第一区域的第一灰度值均匀度;
根据多个所述第二灰度值和灰度值均值计算所述第二区域的第二灰度值均匀度;
根据多个所述第一灰度值、第二灰度值和灰度值均值计算所述第三区域的第三灰度值均匀度。
在本申请的一种优选实施方式中,所述方法还包括:
根据所述第一灰度值、第二灰度值和第三灰度值得到灰度值等高线;
根据所述灰度值等高线的变化趋势对所述光源进行调整,以实现对所述光源均匀度的调整。
第二方面,本申请实施例提供了一种光源均匀度处理装置,包括:
获取单元,用于获取待处理图片;
确定单元,用于根据所述待处理图片确定第一区域和第二区域,并将所述第一区域和第二区域之和确定为第三区域;
计算单元,用于分别计算所述第一区域、第二区域和第三区域的第一灰度值均匀度、第二灰度值均匀度和第三灰度值均匀度;
判定单元,用于根据所述第一灰度值均匀度、第二灰度值均匀度和第三灰度值均匀度判定光源均匀度。
进一步地,所述装置还包括调整单元,用于:
根据所述第一灰度值、第二灰度值和第三灰度值得到灰度值等高线;
根据所述灰度值等高线的变化趋势对所述光源进行调整,以实现对所述光源均匀度的调整。
第三方面,本申请实施例还提供了另一种光源均匀度处理装置,包括处理器、输入设备、输出设备和存储器,所述处理器、输入设备、输出设备和存储器相互连接,其中,所述存储器用于存储计算机程序,所述计算机程序包括程序指令,所述处理器被配置用于调用所述程序指令,执行上述第一方面的方法。
第四方面,本申请实施例还提供了一种光源均匀度处理系统,包括相互通信的图像采集设备和处理装置。其中,该处理装置如上述第二或第三方面所述。
实施本申请实施例,先获取待处理图片,根据其确定第一区域和第二区域,并将第一区域和第二区域之和确定为第三区域,再分别计算第一区域、第二区域和第三区域的第一灰度值均匀度、第二灰度值均匀度和第三灰度值均匀度,最后根据第一灰度值均匀度、第二灰度值均匀度和第三灰度值均匀度判定光源均匀度,且通过上述三个灰度值均匀度可直观地观察图片的整体均匀度变化情况。
附图说明
为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1是本申请实施例提供的光源均匀度处理方法的示意流程图;
图2是待处理图片;
图3是对图2进行分区后的示意图;
图4是对图2进行分区计算后的示意图;
图5是本申请实施例提供的光源均匀度处理系统的结构示意图;
图6是图5中处理装置的一种结构示意图;
图7是图5中处理装置的另一种结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
请参考图1,本申请实施例提供的光源均匀度处理方法包括:
S101,获取待处理图片。
在自动光学检测项目中,光源的均匀性可以保证检测区域光照一致性,利于拍出更好的图片,便于软件识别。对于光源均匀性检测,首先需确定相机灯源相对位置,然后将标准灰卡放置于镜头视野范围内,确保灰卡与镜头相对水平。例如,设置相机相关参数,曝光:500μs至1s,增益:0至20;伽马0至5;灯源参数:灯源亮度0%-100%。此设置主要根据实际应用场合调整相机最佳拍摄状态。设置好上述相机和灯源参数后,用相机所拍摄的待处理图片如图2所示。
S102,根据待处理图片确定第一区域和第二区域,并将第一区域和第二区域之和确定为第三区域。
具体地,步骤S102包括:
对所述待处理图片进行分区处理,以得到所述第一矩形框和第二矩形框,其中所述第一矩形框的面积大于第二矩形框,且所述第一矩形框和第二矩形框的几何中心重合;
接收用户对所述第一矩形框的绘制处理,以得到多个内框,并将多个内框作为所述第一区域;
接收用户对所述第二矩形框的绘制处理,以得到多个外框,并将多个外框作为所述第二区域;
将多个内框和外框的面积之和确定所述第三区域。
举例来说,如图3所示,步骤S102具体为:
(1)将图片分别沿X、Y方向为基准画中分线,图片被平均分为4个区域;
(2)以图片中心为中心点,画第一矩形框101和第二矩形框102,第一矩形框101的长度为图片长度的9/10,宽度为图片宽度的9/10,第二矩行框102的长度为图片长度的1/2,宽度为图片宽度的1/2;
(3)两条中分线与第一矩形框101和第二矩形框102之间形成16个交点,以每个交点为一中心点,在每一中心点的外围画中心点矩形框,形成16个区域,其中在第二矩形框102上形成8个外框,在第一矩形框101上形成8个内框,并将8个内框确定为第一区域、将8个外框确定为第二区域、将8个内框和8个外框的面积之和确定为第三区域。
S103,分别计算所述第一区域、第二区域和第三区域的第一灰度值均匀度、第二灰度值均匀度和第三灰度值均匀度。
具体地,步骤S103包括:
计算每一所述内框和每一所述外框的第一灰度值和第二灰度值;
根据所述第一灰度值和第二灰度值计算所述第三区域的灰度值均值;
根据多个所述第一灰度值和灰度值均值计算所述第一区域的第一灰度值均匀度;
根据多个所述第二灰度值和灰度值均值计算所述第二区域的第二灰度值均匀度;
根据多个所述第一灰度值、第二灰度值和灰度值均值计算所述第三区域的第三灰度值均匀度。
举例来说,在16个区域中,每个区域面积相对于图片整体面积的占比2.5%,计算每一区域的灰度值灰度值,且每个区域灰度值均值:M=∑(每个像素点的灰度值)/每个区域内像素点的个数,其中像素点为最小的图像单元。以16个区域的灰度值均值为单位,分别计算8个内框、8个外框灰度值和这总共16个区域的灰度值均匀度:GVUNI=1-(GVMAX-GVMIN)/GVAVG
GVMAX:16个灰度值的最大值;
GVMIN:16个灰度值的最小值;
GVAVG:∑(16个区域的灰度值)/16;
S104,根据所述第一灰度值均匀度、第二灰度值均匀度和第三灰度值均匀度判定光源均匀度。
如图4所示,并结合前述对第一矩形框和第二矩形框的相关描述,通过观察第一灰度值均匀度、第二灰度值均匀度和第三灰度值均匀度判定光源均匀度。
S105,根据所述第一灰度值、第二灰度值和第三灰度值得到灰度值等高线。
S106,根据所述灰度值等高线的变化趋势对所述光源进行调整,以实现对所述光源均匀度的调整。
进一步地,依据图片整体的灰度值所呈现的等高线变化趋势,观察等高线变化的对称性和规律性,分析判断灯光的亮度变化趋势,来判定光源是否满足需求。例如,定义图4中图像最大的灰度值区域为1,根据灰度值大小依次递减,当最大的灰度值区域相对于图片中心位置向右偏移,说明光源上下方向一致,右侧光源亮于左侧光源。
实施本申请实施例的方法,先获取待处理图片,根据其确定第一区域和第二区域,并将第一区域和第二区域之和确定为第三区域,再分别计算第一区域、第二区域和第三区域的第一灰度值均匀度、第二灰度值均匀度和第三灰度值均匀度,最后根据第一灰度值均匀度、第二灰度值均匀度和第三灰度值均匀度判定光源均匀度,且通过上述三个灰度值均匀度可直观地观察图片的整体均匀度变化情况。此外,本申请实施例基于图片不同区域灰度值的变化,通过软件算法分析,还能够精确计算图片不同区域灰度值的均匀度,同时该方法适用于各类型光源均匀度的检测。
基于相同的发明构思,本申请实施例提供了一种光源均匀度处理系统。如图5所示,该系统包括相互通信的图像采集设备100和处理装置200。在实施例中,图像采集设备100为相机,用于采集待处理图片,并将其发送至处理装置200。
如图6所示,该处理装置包括:
获取单元10,用于获取待处理图片;
确定单元11,用于根据所述待处理图片确定第一区域和第二区域,并将所述第一区域和第二区域之和确定为第三区域;
计算单元12,用于分别计算所述第一区域、第二区域和第三区域的第一灰度值均匀度、第二灰度值均匀度和第三灰度值均匀度;
判定单元13,用于根据所述第一灰度值均匀度、第二灰度值均匀度和第三灰度值均匀度判定光源均匀度;
调整单元14,用于根据所述第一灰度值、第二灰度值和第三灰度值得到灰度值等高线,根据所述灰度值等高线的变化趋势对所述光源进行调整,以实现对所述光源均匀度的调整。
其中,确定单元11具体用于:
对所述待处理图片进行分区处理,以得到所述第一矩形框和第二矩形框,其中所述第一矩形框的面积大于第二矩形框,且所述第一矩形框和第二矩形框的几何中心重合;
接收用户对所述第一矩形框的绘制处理,以得到多个内框,并将多个内框作为所述第一区域;
接收用户对所述第二矩形框的绘制处理,以得到多个外框,并将多个外框作为所述第二区域;
将多个内框和外框的面积之和确定所述第三区域。
其中,计算单元12具体用于:
计算每一所述内框和每一所述外框的第一灰度值和第二灰度值;
根据所述第一灰度值和第二灰度值计算所述第一区域和第二区域的灰度值均值;
根据多个所述第一灰度值和灰度值均值计算所述第一区域的第一灰度值均匀度;
根据多个所述第二灰度值和灰度值均值计算所述第二区域的第二灰度值均匀度;
根据多个所述第一灰度值、第二灰度值和灰度值均值计算所述第三区域的第三灰度值均匀度。
可选地,在本申请另一实施例中,如图7所示,处理装置可以包括:一个或多个处理器101、一个或多个输入设备102、一个或多个输出设备103和存储器104,上述处理器101、输入设备102、输出设备103和存储器104通过总线105相互连接。存储器104用于存储计算机程序,所述计算机程序包括程序指令,所述处理器101被配置用于调用所述程序指令执行上述方法实施例部分的方法。
应当理解,在本申请实施例中,所称处理器101可以是中央处理单元(CentralProcessing Unit,CPU),该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignal Processor,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
输入设备102可以包括键盘等,输出设备103可以包括显示器(LCD等)、扬声器等。
该存储器104可以包括只读存储器和随机存取存储器,并向处理器101提供指令和数据。存储器104的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器。例如,存储器104还可以存储设备类型的信息。
具体实现中,本申请实施例中所描述的处理器101、输入设备102、输出设备103可执行本申请实施例提供的光源均匀度处理方法的实施例中所描述的实现方式,在此不再赘述。
需要说明的是,关于本实施例中处理装置更为详细的介绍,请参考前述方法实施例部分,在此不再赘述。
进一步地,本申请实施例还提供了一种可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序包括程序指令,所述程序指令被处理器执行时实现:上述光源均匀度处理方法。
所述计算机可读存储介质可以是前述任一实施例所述的系统的内部存储单元,例如系统的硬盘或内存。所述计算机可读存储介质也可以是所述系统的外部存储设备,例如所述系统上配备的插接式硬盘,智能存储卡(Smart Media Card,SMC),安全数字(SecureDigital,SD)卡,闪存卡(Flash Card)等。进一步地,所述计算机可读存储介质还可以既包括所述系统的内部存储单元也包括外部存储设备。所述计算机可读存储介质用于存储所述计算机程序以及所述系统所需的其他程序和数据。所述计算机可读存储介质还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现,为了清楚地说明硬件和软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另外,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接,也可以是电的,机械的或其它的形式连接。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本申请实施例方案的目的。
另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分,或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请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申请揭露的技术范围内,可轻易想到各种等效的修改或替换,这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种光源均匀度处理方法,其特征在于,包括:
获取待处理图片;
根据所述待处理图片确定第一区域和第二区域,并将所述第一区域和第二区域之和确定为第三区域;
分别计算所述第一区域、第二区域和第三区域的第一灰度值均匀度、第二灰度值均匀度和第三灰度值均匀度;
根据所述第一灰度值均匀度、第二灰度值均匀度和第三灰度值均匀度判定光源均匀度。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述待处理图片确定第一区域和第二区域,并将所述第一区域和第二区域之和确定为第三区域,具体包括:
对所述待处理图片进行分区处理,以得到所述第一矩形框和第二矩形框,其中所述第一矩形框的面积大于第二矩形框,且所述第一矩形框和第二矩形框的几何中心重合;
接收用户对所述第一矩形框的绘制处理,以得到多个内框,并将多个内框作为所述第一区域;
接收用户对所述第二矩形框的绘制处理,以得到多个外框,并将多个外框作为所述第二区域;
将多个内框和外框的面积之和确定所述第三区域。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,分别计算所述第一区域、第二区域和第三区域的第一灰度值均匀度、第二灰度值均匀度和第三灰度值均匀度,具体包括:
计算每一所述内框和每一所述外框的第一灰度值和第二灰度值;
根据所述第一灰度值和第二灰度值计算所述第一区域和第二区域的灰度值均值;
根据多个所述第一灰度值和灰度值均值计算所述第一区域的第一灰度值均匀度;
根据多个所述第二灰度值和灰度值均值计算所述第二区域的第二灰度值均匀度;
根据多个所述第一灰度值、第二灰度值和灰度值均值计算所述第三区域的第三灰度值均匀度。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
根据所述第一灰度值、第二灰度值和第三灰度值得到灰度值等高线;
根据所述灰度值等高线的变化趋势对所述光源进行调整,以实现对所述光源均匀度的调整。
5.一种光源均匀度处理装置,其特征在于,包括:
获取单元,用于获取待处理图片;
确定单元,用于根据所述待处理图片确定第一区域和第二区域,并将所述第一区域和第二区域之和确定为第三区域;
计算单元,用于分别计算所述第一区域、第二区域和第三区域的第一灰度值均匀度、第二灰度值均匀度和第三灰度值均匀度;
判定单元,用于根据所述第一灰度值均匀度、第二灰度值均匀度和第三灰度值均匀度判定光源均匀度。
6.如权利要求5所述的装置,其特征在于,所述确定单元具体用于:
对所述待处理图片进行分区处理,以得到所述第一矩形框和第二矩形框,其中所述第一矩形框的面积大于第二矩形框,且所述第一矩形框和第二矩形框的几何中心重合;
接收用户对所述第一矩形框的绘制处理,以得到多个内框,并将多个内框作为所述第一区域;
接收用户对所述第二矩形框的绘制处理,以得到多个外框,并将多个外框作为所述第二区域;
将多个内框和外框的面积之和确定所述第三区域。
7.如权利要求6所述的装置,其特征在于,所述计算单元具体用于:
计算每一所述内框和每一所述外框的第一灰度值和第二灰度值;
根据所述第一灰度值和第二灰度值计算所述第一区域和第二区域的灰度值均值;
根据多个所述第一灰度值和灰度值均值计算所述第一区域的第一灰度值均匀度;
根据多个所述第二灰度值和灰度值均值计算所述第二区域的第二灰度值均匀度;
根据多个所述第一灰度值、第二灰度值和灰度值均值计算所述第三区域的第三灰度值均匀度。
8.如权利要求7所述的装置,其特征在于,所述装置还包括调整单元,用于:
根据所述第一灰度值、第二灰度值和第三灰度值得到灰度值等高线;
根据所述灰度值等高线的变化趋势对所述光源进行调整,以实现对所述光源均匀度的调整。
9.一种光源均匀度处理装置,其特征在于,包括处理器、输入设备、输出设备和存储器,所述处理器、输入设备、输出设备和存储器相互连接,其中,所述存储器用于存储计算机程序,所述计算机程序包括程序指令,所述处理器被配置用于调用所述程序指令,执行如权利要求1-4任一项所述的方法。
10.一种光源均匀度处理系统,包括相互通信的图像采集设备和处理装置,其特征在于,所述处理装置如权利要求9所述。
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