CN114723671B

CN114723671B - 一种图像预处理方法、装置、计算机设备及存储介质

Info

Publication number: CN114723671B
Application number: CN202210231873.8A
Authority: CN
Inventors: 尹相伟
Original assignee: Shenzhen Canwei Technology Co ltd
Current assignee: Shenzhen Canwei Technology Co ltd
Priority date: 2022-03-10
Filing date: 2022-03-10
Publication date: 2022-09-06
Anticipated expiration: 2042-03-10
Also published as: CN114723671A

Abstract

本发明涉及物联网技术领域，特别是涉及一种图像预处理方法、装置、计算机设备及存储介质，所述图像预处理方法包括：获取检测设备检测到的中框的亮度图像，将所述亮度图像与标准亮度图像对比以确定亮度调整值，根据所述亮度调整值调整照明系统的输出以改变检测设备的环境照明；根据照明系统的当前设置控制检测设备夹具的朝向以及倾角以获取若干张反光图像；根据照明系统的当前设置以及中框的色彩开启色灯以获取中框的若干张布色图像；根据亮度图像、反光图像以及布色图像处理得到待对比图像并输出给对比设备。本发明提供的图像预处理方法通过调控照明系统以获取亮度图像，通过三种图像的综合处理可以得到预处理后的图像，供对比设备对比。

Description

一种图像预处理方法、装置、计算机设备及存储介质

技术领域

本发明涉及物联网技术领域，特别是涉及一种图像预处理方法、装置、计算机设备及存储介质。

背景技术

智能手机的普及促进了社会生活的智能化，为每个人提供了一个可以实现多种功能的“智能终端”，引导了个人用户服务的技术开发方向，使越来越多的先进技术以智能手机为依托，如信息填报，扫码登记，行程查验等，极大地方便了用户。

手机作为一种通用智能设备，外观看似简单，实际内部集成了众多功能模块，每个功能模块又由大量的零部件组成，手机内的空间可谓寸土寸金，每个零件的大小、位置以及排布方式都经过精心的设计。

在手机生产中，中框是手机内部安装零部件的主要框架结构，在进行零部件安装之前，需要对中框进行检测，以确定中框的尺寸、安装孔位等是否符合要求。现有技术进行中框检测的图像处理时，仅仅是单纯的采集、对比，忽略了很多外界因素导致的图像本身的偏差或者对比偏差的问题，影响了判定结果的准确性，需要改进。

发明内容

基于此，有必要针对上述的问题，提供一种图像预处理方法、装置、计算机设备及存储介质。

本发明实施例是这样实现的，一种图像预处理方法，所述图像预处理方法包括：

获取检测设备检测到的中框的亮度图像，将所述亮度图像与标准亮度图像对比以确定亮度调整值，根据所述亮度调整值调整照明系统的输出以改变检测设备的环境照明；

重复以上步骤直至获取合格的亮度图像；

根据照明系统的当前设置控制检测设备夹具的朝向以及倾角以获取若干张反光图像；

根据照明系统的当前设置以及中框的色彩开启色灯以获取中框的若干张布色图像；

根据亮度图像、反光图像以及布色图像处理得到待对比图像并输出给对比设备。

在其中一个实施例中，本发明提供了一种图像预处理装置，所述图像预处理装置包括：

亮度图像获取模块，用于获取检测设备检测到的中框的亮度图像，将所述亮度图像与标准亮度图像对比以确定亮度调整值，根据所述亮度调整值调整照明系统的输出以改变检测设备的环境照明，重复以上步骤直至获取合格的亮度图像；

反光图像获取模块，用于根据照明系统的当前设置控制检测设备夹具的朝向以及倾角以获取若干张反光图像；

布色图像获取模块，用于根据照明系统的当前设置以及中框的色彩开启色灯以获取中框的若干张布色图像；

预处理模块，用于根据亮度图像、反光图像以及布色图像处理得到待对比图像并输出给对比设备。

在其中一个实施例中，本发明提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行上述图像预处理方法的步骤。

在其中一个实施例中，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行上述图像预处理方法的步骤。

本发明提供的图像预处理方法通过调控照明系统以获取满足要求的亮度图像，可以克服因环境光照导致图像前后采集的图像亮度不同，影响图像处理对比准确性的问题；通过亮度图像、反光图像以及布色图像三种图像的综合处理可以得到预处理后的图像，通过改变照明的方式辅助识别中框上的透明区域、颜色区块，提高这些目标区域的显著性，便于后期对各个位置的尺寸检测，可以提高检测精度，减少误识别。

附图说明

图1为一个实施例提供的图像预处理方法的流程图；

图2为一个实施例提供的图像预处理装置的结构框图；

图3为一个实施例中计算机设备的内部结构框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

可以理解，本发明所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但除非特别说明，这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本发明的范围的情况下，可以将第一xx脚本称为第二xx脚本，且类似地，可将第二xx脚本称为第一xx脚本。

如图1所示，在一个实施例中，提出了一种图像预处理方法，具体可以包括以下步骤：

重复以上步骤直至获取合格的亮度图像；

在本实施例中，在本实施例中，亮度图像是指在图像采集时为中框提供特定亮度所得的画面图像，其特征在于具有特定的亮度。实际中，由于生产环境的影响（如采光、照明等），导致所采集到的图像的亮度并不一致，无法准确地区分中框中的细微结构，同样的结构由于光源的方向不同，导致阴影的位置不同，使其些细微的结构被遮挡。若完全利用照明光源，虽然可以获得较稳定的光照，但是能耗较高，故本发明是在利用环境光的基础上，通过调整照明系统获得具有一致亮度的图像，即本实施例所述的亮度图像。在本实施例中，对于亮度与标准图像差距达到设定值的亮度图像，通过调整照明系统可以改变所采集图像的亮度。可以理解，本实施例提供的方法是在线调整照明系统的亮度，从而得到实时的合格的亮度图像。

在本实施例中，根据当前照明系统的光源数量、位置、亮度的设置，控制夹具带动中框朝向特定的方向以采集特定角度的若干张反光图像，这里的反光图像是指所采集到的图像上，由于光源的入射角度，光源的光被反射进入到采集镜头，在图像上表现为画面上具有一个明显的光斑。本发明通过反光图像识别透明材料的区域。

在本实施例中，还包括布色图像的采集，这里的布色图像是指在特定颜色的光照下采集得到的图像，用于区分中框上的特定颜色区域，以提高这些颜色区域的识别度。

在本实施例中，根据亮度图像、反光图像以及布色图像处理得到待对比图像，本发明中的预处理指的是为提高图像的识别准确性而采取了一些特定手段对图像进行处理，包括采集时的处理以及采集图像之后的处理，不涉及图像识别对比的具体过程，属于识别前的预先处理。在本实施例中，预处理得到的图像传送给识别设备进行识别判断产品是否合格，本发明实施例提供的方法不涉及此部分内容，在此不再赘述。

在一个实施例中，所述将所述亮度图像与标准亮度图像对比以确定亮度调整值，包括以下步骤：

将亮度图像进行去色处理；

在去色处理后的图像上确定一个结构中心，围绕该结构中心由内向外进行等角度螺旋采样，获取每一个采样点的灰度值；

对标准亮度图像的相同位置进行采样；

确定亮度图像与标准亮度图像的平均灰度偏差；

根据所述平均灰度偏差查找照明系统的电阻调整值得到所述亮度调整值。

在本实施例中，将图像进行去色处理后可以得到灰度图像，本实施例通过灰度图像的灰度偏差确定亮度的调整值。

在本实施例中，这里的结构中心是指选定一个结构特征并以其的某点作为中心，这里的结构具体可以是中框上的边、角、孔等结构特征，结构中心即该结构上选定作为中心的某一点，并不必然是结构本身的中心。围绕结构中心，由内向外等角度螺旋采样，具体可以选用等角螺旋线、阿基米德螺旋线等，每旋转一个相同的角度（如30°、45°、60°等）采样一次，则采样点在图像中呈螺旋分布。这种采样方式可以最大限度地克服不同方向光源照射情况不同的问题，使得识别出的灰度差更接近实际情况。根据亮度图像的采样位置，同时在标准亮度图像的相同位置上进行采样。

在本实施例中，利用欧式距离确定亮度图像与标准亮度图像的平均灰度偏差，具体为：

其中：

为平均灰度偏差；

为采样点的数量；

为亮度图像中第i个采样点的灰度值，

为标准亮度图像上第i个采样点的灰度值。平均灰度偏差可正可负，对应照明系统的亮度过低或者过高。

在本实施例中，根据平均灰度偏差的大小通过查表的方式可以确定需要调整的电阻值大小，通过改变照明系统光源的阻值大小可以调整光源亮度。平均灰度偏差与阻值的对应关系受具体照明系统布置情况的影响，通常是在照明系统一定的情况下，通过多次试验确定的。

在一个实施例中，所述方法还包括：

根据确定出的结构中心划分出若干个扇形区域，每个扇形区域内包括相同数量的采样点，其中，扇形区域的数量为偶数；

计算每个扇形区域的平均灰度偏差；

比较任意相对两个扇形区域的平均灰度偏差；

若差值大于设定阈值，则单独调整此两个扇形区域所指向的灯具的亮度。

在本实施例中，可以理解，计算每个扇形区域的平均灰度偏差，是指与标准亮度图像进行对比在确定平均亮度偏差。对于亮度图像中的每个扇形区域，通过与标准亮度图像对比可以得到每个扇形区域各自的平均亮度偏差，然后再比较相对两个扇形区域平均灰度偏差的差值大小，若差值大于设定阈值，则说明这两个相对扇形对应的光源在亮度图像上造成了一侧较另一侧亮的问题，此时可以通过调低或者调高此光源的亮度（当这两个扇形区域的亮度高于相邻扇形区域时，调低，否则调高）或者打开与此光源正对的另一光源进行补偿。

在本实施例中，相对两个扇形区域是指在两个扇形的角度正对，例如按逆时针划分为1-6个区域，则区域1与4、2与5、3与6分别为相对扇形区域。单独调整此两个扇形区域所指向的灯具的亮度，这里包括已经打开的灯源以及未打开的光源。

在一个实施例中，所述根据照明系统的当前设置控制检测设备夹具的朝向以及倾角以获取若干张反光图像，包括：

获取当前照明系统的所有光源位置，对于任意光源，执行如下操作以获取若干张反光图像：

关闭非当前光源，调整夹具的朝向以及倾角以使夹具上的中框将当前光源的光反射到采集镜头；

朝两个相互垂直的方向分别移动治具，使光源的照射位置在中框上移动，此过程中保持当前光源的光反射到采集镜头；

每移动一个设定步长采集一张反光图像。

在本实施例中，这里的获取光源位置，主要是指获取光源相对于检测设备的方位，至于光源的远近与本发明的联系较小，本实施例对此不关注。

在本实施例中，关闭其它光源，保留目标光源，通过调整夹具使中框将当前光源的光反射到采集镜头，然而通过调整夹具，使光源的光斑在中框上移动（即反光图像上始终观察到光斑），在移动过程中，每移动一个步距（这里的步距具体可以是一个设定的平移距离或者旋转角度）采集一张反光图像。

在本实施例中，可以理解，采集反光图像的目的是识别中框中的透明区域，以便于透明区域尺寸的检测；反光图像的采集可以使用一个特定光源，当一个特定光源无法完全采集全部的透明区域时（此与光源的具体位置有关），可以选用多个光源重复上述步骤。

在一个实施例中，所述根据照明系统的当前设置以及中框的色彩开启色灯以获取中框的若干张布色图像，包括：

确定中框的色彩分布，所述色彩分布包括颜色的种类、颜色的面积以及颜色的RGB值；

对于颜色面积大于等于设定值的颜色，开启具有相同RGB值颜色的色灯；

调整色灯的亮度为照明系统当前亮度的3~5倍；

采集色灯照射下的中框图像；

重复以上步骤，得到若干张布色图。

在本实施例中，对于特定批次或者型号的中框，其颜色是一定的，故中框的颜色种类由批次或者型号可以确定。对于某一型号的中框，确定其包含哪些颜色，且这些颜色的面积是否足够大（这部分信息可以通过标准件获取，不需要现场识别），若面积足够大，则将该颜色区域作为需要对比识别的区域。对于需要识别的区域，本发明通过向中框照射相应颜色的色灯并采集布色图像，使后续识别这些颜色区域更为准确。

在本实施例中，通过向中框照射色光，利用中框颜色区域反射相同色光的作用，使中框的颜色区域得到凸出，便于对这些区域的单独识别对比。

在一个实施例中，所述根据亮度图像、反光图像以及布色图像处理得到待对比图像，包括：

叠加若干张反光图像确定反光区域；

根据确定出的反光区域，将亮度图像上与所述反光区域对应的区域的像素点的亮度值减小；

由布色图像确定中框上的颜色区域；

根据确定出的颜色区域，将布色图像上与所述颜色区域对应的区域的像素点的RGB值均增加一个调整值。

在本实施例中，利用不同反光图像上光斑的位置不同，通过叠加反光图像可以确定反光区域即透明材料的区域。识别出透明区域后，减小透明区域的像素的亮度值，以补偿由于透明材料反光导致的相应区域亮度偏的亮度偏差。

在本实施例中，由布色图可以确定中框上的颜色区域，对于确定出的颜色区域，通过增加其RGB值可以实现颜色区域的提亮，使颜色区域更为显著。这里的调整值可以是原RGB值的1.2倍，最大取255。

在一个实施例中，所述由布色图像确定中框上的颜色区域，包括：

对每张布色图像，分别进行R值、G值以及B值提取；

判断是否存在至少一个连续区域，该连续区域内像素值的R值、G值以及B值均相等；

若存在，则确定该连续区域为颜色区域。

在本实施例中，给出了通过布色图识别颜色区域的具体方法，利用RGB值是否相同判定区域是否连续。需要说明的是，由于光照的原因，中框上可能存在反光区域，导致即使具有选定的颜色也无法识别出来的情况，本发明通过利用色灯，提高了颜色区域的亮度，使颜色区域能够更为轻易地识别出来。

如图2所示，在一个实施例中，本发明实施例还提供了一种图像预处理装置，所述图像预处理装置包括：

在本实施例中，关于上述各个模块所执行的步骤的具体解释说明，请参考本发明实施例关于方法部分的说明，本实施例在此不再赘述。

图3示出了一个实施例中计算机设备的内部结构图。该计算机设备与检测设备、对比设备以及照明系统通信，通过执行本发明提供的方法以实现手机中框图像的采集与预处理。如图3所示，该计算机设备包括该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、输入装置和显示屏。其中，存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该计算机设备的非易失性存储介质存储有操作系统，还可存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可使得处理器实现本发明实施例提供的图像预处理方法。该内存储器中也可储存有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可使得处理器执行本发明实施例提供的图像预处理方法。计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

本领域技术人员可以理解，图3中示出的结构，仅仅是与本发明方案相关的部分结构的框图，并不构成对本发明方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，本发明实施例提供的图像预处理装置可以实现为一种计算机程序的形式，计算机程序可在如图3所示的计算机设备上运行。计算机设备的存储器中可存储组成该图像预处理装置的各个程序模块，比如，图2所示的亮度图像获取模块、反光图像获取模块、布色图像获取模块和预处理模块。各个程序模块构成的计算机程序使得处理器执行本说明书中描述的本发明各个实施例的图像预处理方法中的步骤。

例如，图3所示的计算机设备可以通过如图2所示的图像预处理装置中的亮度图像获取模块执行步骤S100；计算机设备可通过反光图像获取模块执行步骤S200；计算机设备可通过布色图像获取模块执行步骤S300；计算机设备可通过预处理模块执行步骤S400。

在一个实施例中，提出了一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

重复以上步骤直至获取合格的亮度图像；

在一个实施例中，提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行以下步骤：

重复以上步骤直至获取合格的亮度图像；

应该理解的是，虽然本发明各实施例的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，各实施例中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本发明所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器（ROM）、可编程ROM（PROM）、电可编程ROM（EPROM）、电可擦除可编程ROM（EEPROM）或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器（RAM）或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM（SRAM）、动态RAM（DRAM）、同步DRAM（SDRAM）、双数据率SDRAM（DDRSDRAM）、增强型SDRAM（ESDRAM）、同步链路（Synchlink） DRAM（SLDRAM）、存储器总线（Rambus）直接RAM（RDRAM）、直接存储器总线动态RAM（DRDRAM）、以及存储器总线动态RAM（RDRAM）等。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种图像预处理方法，其特征在于，所述图像预处理方法包括：

重复以上步骤直至获取合格的亮度图像；

根据亮度图像、反光图像以及布色图像处理得到待对比图像并输出给对比设备；

所述根据照明系统的当前设置以及中框的色彩开启色灯以获取中框的若干张布色图像，包括：

调整色灯的亮度为照明系统当前亮度的3~5倍；

采集色灯照射下的中框图像；

重复以上步骤，得到若干张布色图；

所述根据亮度图像、反光图像以及布色图像处理得到待对比图像，包括：

叠加若干张反光图像确定反光区域；

由布色图像确定中框上的颜色区域；

根据确定出的颜色区域，将布色图像上与所述颜色区域对应的区域的像素点的RGB值均增加一个调整值；

所述由布色图像确定中框上的颜色区域，包括：

对每张布色图像，分别进行R值、G值以及B值提取；

若存在，则确定该连续区域为颜色区域。

2.根据权利要求1所述的图像预处理方法，其特征在于，所述将所述亮度图像与标准亮度图像对比以确定亮度调整值，包括以下步骤：

将亮度图像进行去色处理；

对标准亮度图像的相同位置进行采样；

确定亮度图像与标准亮度图像的平均灰度偏差；

3.根据权利要求2所述的图像预处理方法，其特征在于，所述方法还包括：

计算每个扇形区域的平均灰度偏差；

比较任意相对两个扇形区域的平均灰度偏差；

4.根据权利要求1所述的图像预处理方法，其特征在于，所述根据照明系统的当前设置控制检测设备夹具的朝向以及倾角以获取若干张反光图像，包括：

每移动一个设定步长采集一张反光图像。

5.一种图像预处理装置，其特征在于，所述图像预处理装置包括：

预处理模块，用于根据亮度图像、反光图像以及布色图像处理得到待对比图像并输出给对比设备；

调整色灯的亮度为照明系统当前亮度的3~5倍；

采集色灯照射下的中框图像；

重复以上步骤，得到若干张布色图；

叠加若干张反光图像确定反光区域；

由布色图像确定中框上的颜色区域；

所述由布色图像确定中框上的颜色区域，包括：

对每张布色图像，分别进行R值、G值以及B值提取；

若存在，则确定该连续区域为颜色区域。

6.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行权利要求1至4中任一项权利要求所述图像预处理方法的步骤。

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行权利要求1至4中任一项权利要求所述图像预处理方法的步骤。