一种基于光参数估计的图像高光补偿方法技术

本发明专利技术提出了一种基于光参数估计的图像高光补偿方法，其实现步骤为：(1)根据朗伯模型对拍摄对象进行局部光照方向估计；(2)通过光强与像素的关系对光照强度进行估计；(3)依照光参数估计值修正光源位置；(4)重新拍摄出物体光照均匀的图片。本方法将朗伯模型作为参照，结合光源与物体之间的关系，通过理想灰度图片反向推测光源位置，可以将图片进行效果良好的光照补偿。

A High-light Compensation Method for Image Based on Optical Parameter Estimation

【技术实现步骤摘要】
一种基于光参数估计的图像高光补偿方法
本专利技术涉及计算机图像处理
，具体涉及一种基于光参数估计的图像高光补偿方法。
技术介绍
在工业图像检测中，由于环境的原因，必须增加人工光源才能获取到较为清晰的样本图像，带来的弊端就是物体表面受到光照分布不均匀的影响，同时产生镜面反射与漫反射。大量镜面反射的聚集会形成高光区域，严重影响图像质量。目前现有的高光补偿方法一方面为改进硬件条件的方法，这种方法只能适应单一的环境，一旦环境条件改变，硬件条件也需要随之改变。另一方面为采用光照估计的方法，通过借助辅助标志物和辅助设备来获得真实场景中光照信息。辅助标志物可分为基于阴影和人工放置的标志物，辅助设备有深度相机、广场相机以及鱼眼相机等。本专利技术采用的是基于光参数估计的图像高光补偿方法。该方法无需标志物或辅助设备，通过场景中本身存在的信息来估计光照。它显著的优点是计算量小，简单容易实现，且鲁棒性强，不受环境条件的改变而改变。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决工业图像检测中由光照不均导致的图片高光问题，通过估计出光照方向和强度参数，建立出拍摄物体与光源之间的关系，然后对高光区域进行光照强度均衡化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于光参数估计的图像高光补偿方法，包括如下步骤：(1)根据朗伯模型对拍摄对象进行局部光照方向估计：(1a)通过对物体表面点法矢量和光源方向法矢量的计算，对反射图方程进行微分和求矩，估计出光源方向的方位角τ；(1b)分析物体表面与光源的位置关系，估计出光源方向的倾角δ；(2)通过光强与像素的关系对光照强度进行估计；(3)依照光参数估计值修正光源位置：通过估计出的光照参数识别出高光区域并作进一步均光处理；(4)重新拍摄出物体光照均匀的图片:根据估计出的光照参数，重新设置光源位置，拍摄均匀光照的物体图片。

【技术特征摘要】
1.一种基于光参数估计的图像高光补偿方法，包括如下步骤：(1)根据朗伯模型对拍摄对象进行局部光照方向估计：(1a)通过对物体表面点法矢量和光源方向法矢量的计算，对反射图方程进行微分和求矩，估计出光源方向的方位角τ；(1b)分析物体表面与光源的位置关系，估计出光源方向的倾角δ；(2)通过光强与像素的关系对光照强度进行估计；(3)依照光参数估计值修正光源位置：通过估计出的光照参数识别出高光区域并作进一步均光处理；(4)重新拍摄出物体光照均匀的图片:根据估计出的光照参数，重新设置光源位置，拍摄均匀光照的物体图片。2.根据权利要求1所述的一种基于光参数估计的图像高光补偿方法，其特征在于：所述步骤(1a)具体如下：采用朗伯模型作为参照，设物体表面点法矢量的方位角为α＝α(x,y)，倾角为β＝β(x,y)，可得灰度反射图方程：其中n＝[nx,ny,nz]＝[cosαsinβ,sinαsinβ,cosβ]，为物体表面的点单位法矢量，s＝[sx,sy,sz]＝[cosτsinδ,sinτsinδ,cosδ]，为光源方向的单位法矢量，p和q分别为被拍摄物体区域沿x和y轴的斜率。取Ω为球坐标空间，对灰度反射图方程进行多次不同方向的求导，有：其中，表示不同方向的微分；表示微分方向因子，可以由图像中每个点的邻域计算获得，为可知量；表示点(xi,yi)处的光照估计值，整理如下：R则由(4)式推出：其中Rxy{}为镜面反射中所有点计算出的均值，则光源方向的方位角为：3.根据权利要求1所述的一种基于光参数估计的图像高光补偿方法，其特征在于：所述步骤(1b)...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔玉晶，张思远，赵宇航，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23