基于人工智能和视觉感知的光源参数调节方法技术

本发明专利技术涉及一种基于人工智能和视觉感知的光源参数调节方法，包括对采集的水体图像进行图像目标特征提取，获取水体图像中的高亮区域和阴影区域；获取水体图像中阴影区域面积，通过该阴影区域在水体图像中的位置中心坐标得到多光源初始调节角度；对水体图像中得光亮区域进行划分，获取光亮区域的间隔帧图像，并将该间隔帧图像输入到全连接网络中得到多光源调节的优化角度；按照优化后的角度对多光源进行调节，采集经过优化后的水体图像，获取该水体图像高亮区域的间隔帧图像，通过该获取的间隔帧图像对水体中得气泡进行检测。能够保证在气密性检测过程中各区域内光照强度均匀，以便得到更明显的气泡特征，并及时捕获气泡特征。征。征。

【技术实现步骤摘要】
基于人工智能和视觉感知的光源参数调节方法


[0001]本专利技术涉及气密性检测领域，具体涉及一种基于人工智能和视觉感知的光源参数调节方法。

技术介绍

[0002]在气密性检测技术中，通常是对密闭性容器进行加压后元件放入水体中，通过图像采集装置拍摄在此过程中水体中产生的气泡图像，最后根据通过成像处理后的图像判断气密性的好坏；而在拍摄过程中，被拍摄区域光照强度及各区域光照均匀程度对成像质量起到至关重要的作用。
[0003]现有技术中存在的问题是辅助成像的光源难以保证各区域光照强度均匀，导致存在阴影区域及高亮区域，使得水体区域内气泡特征难以被精准的捕捉，对后期成像处理造成极大的不便。
[0004]在专利申请公开说明书（CN 112580634 A）中针对光源强度对气泡特征成像存在影响的问题，提出了一种基于计算机视觉的气密性检测光源调节方法，该方法根据修正后的水体清晰度和图像亮度分析值获取光源调节的倍率，对光照强度进行成倍处理,希望借此解决该问题。然而该方案对全部区域光照强度成倍处理后，水体中各区域光照强度不均匀的问题并未得到解决，光照强度高的区域光照强度进一步提高，对后期成像处理的不利影响进一步扩大，愈发不利于得到精确的气泡特征。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种基于人工智能和视觉感知的光源参数调节方法，该方法包括以下步骤:对采集的水体图像进行图像目标特征提取，获取水体图像中得光亮区域和阴影区域；获取水体图像中阴影区域的面积，通过获取阴影区域在水体图像中的位置中心坐标和该中心坐标与光源坐标的夹角，利用阴影区域的深浅程度来调节夹角的变换，获取多光源初始调节角度，在进行调节时采用的方法如下：对阴影区域的深浅程度进行统计，基于阴影区域深浅程度的均方差对阴影区域分为不同层次根据阴影区域相同层次的密集程度和深浅程度的极大值区域位置来确定光源的初始调节角度；根据阴影区域相同层次的密集程度和深浅程度的极大值区域位置来确定光源的调节角度：当相同层次的区域较为集中时，光源直射角度应与集中区域保持一致；当相同层次的区域较为松散时，光源直射角度应与所有阴影区域的中点区域保持一致；对水体图像中得光亮区域进行划分，获取光亮区域的间隔帧图像，当水体浑浊度达到阈值间隔帧图像中出现高亮条纹时，根据所述高亮条纹的面积变化量及所述高亮条纹的边缘夹角变化量，在多光源初始调节角度基础上通过约束条件确定光源调节的优化角度，约束条件为：
和其中表示初始的第个阴影区域的面积，表示当前第个阴影区域的面积，表示初始第个高亮条纹的面积，表示当前第个高亮条纹的面积，表示初始第i个高亮条纹的边缘夹角，为当前第i个高亮条纹的边缘夹角；按照优化后的角度对多光源进行调节，采集经过优化后的水体图像，获取该水体图像高亮区域的间隔帧图像，通过该获取的间隔帧图像对水体中得气泡进行检测。
[0006]进一步地，水体图像为RGB图像，在对水体RGB图像采集后对该水体RGB图像进行预处理，获取图像当前帧图像的亮度分布，得到水体图像中得高亮区域和阴影区域。
[0007]进一步地，水体RGB图像预处理的方法是：对水体RGB图像的通道像素进行补偿，然后将通过像素补偿后的水体RGB图像进行HSI颜色空间转换，完成水体RGB图像得预处理。
[0008]进一步地，获取图像当前帧图像的亮度分布的方法如下：经过水体RGB图像得预处理后获得的图像亮度值为：通过亮度I对像素点进行聚类，利用亮度相似性来度量相邻像素点之间的亮度差异；所述亮度相似性的表达式为：式中：表示第个像素点的亮度值，当相似度时，该像素点为边缘区域像素点，所述是设定的相似度阈值；对每个像素点与周围8邻域的相邻像素点进行相似性度量，通过相似性阈值得到亮度分布区域边缘；根据亮度分布区域的平均亮度，将亮度分布区域分为高亮区域和阴影区域；所述平均亮度的表达式为：式中：表示第个区域内的平均亮度，表示像素点的个数。
[0009]进一步地，获取水体图像中阴影区域面积得方法如下：阴影区域面积的表达式为：阴影深浅程度表达式为：
式中：表示不同阴影区域的像素点,表示像素点坐标，表示像素点个数，表示不同阴影区域的亮度均值，。
[0010]进一步地，所述方法还包括：在对所述多光源角度进行调节的过程中，通过先验得到所述水体中气泡上浮高度，利用光流法获取上述气泡上浮速度，并通过所述气泡的上浮高度和上浮速度进行轨迹拟合，当气泡轨迹被完全覆盖时，通过多帧叠加来保证被覆盖区域的气泡特征保留。
[0011]进一步地，在气泡特征提取的过程中，可以根据所述气泡和背景的灰度值差值，对光源强度进行调节，保证灰度值差值较大，使得气泡特征更加明显，其中灰度值为RGB图像二值化为Gray图像时的像素值。
[0012]本专利技术实施具有如下有益效果：1.通过水体对光的颜色通道的不同反映，进行相对应颜色通道的自适应调节，能够更好地保证光源对图像成像和亮度指标的准确性。
[0013]2.通过检测池图像的亮度变化来获取高亮区域和阴影区域的特征信息，利用特征信息能够准确的得到初始的光源调节角度，提高系统实施的速度。
[0014]3.结合丁达尔效应的特性，通过时序图像中特征区域的变化情况，对初始光源角度进行优化调节，鲁棒性更好。
[0015]4.可根据气泡和背景的灰度值差值，对光源强度进一步优化，有助于得到更加明显的气泡特征。
附图说明
[0016]图1是本专利技术实施例提供的人工智能和视觉感知的光源参数调节方法的框图；图2是本专利技术实施例提供的人工智能和视觉感知的光源参数调节方法的流程图。
具体实施方式
[0017]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。为了进一步阐述本专利技术为解决实际问题所采用的技术手段和功效，下面结合附图具体地说明本专利技术提出的一种基于人工智能和视觉感知的光源参数调节方法。
[0018]请参阅图1和图2，图1示出了本专利技术实施例提供的人工智能和视觉感知的光源参数调节方法的框图，图2示出了本专利技术实施例提供的人工智能和视觉感知的光源参数调节方法的流程图。该方法包括以下步骤：步骤S001：对采集的水体图像进行图像目标特征提取，获取水体图像中得光亮区域和阴影区域。
[0019]首先对采集到的RGB图像进行预处理，根据水的特性，当光进入水中后，再反射到相机中成像的过程，水对红色通道的光衰减最大，其次是绿光，最后是蓝光，所以在图像成像的过程中应该将图像中水域像素进行单通道参数优化，主要针对红光通道的像素值补偿，。其中，表示处理前的图像，表示处理后的图像，参数，
其中，表示水池实际宽度，表示红光衰减最大的宽度。
[0020]将经过通道像素补偿后的RGB图像进行HSI颜色空间转换，亮度值，然后计算获得当前帧图像的亮度分布。
[0021]获取亮度分布的方法如下：首先通过亮度对像素点进行聚类，利用亮度相似性来度量相邻像素点之间的亮度差异，亮度相似性为，其中，表示第个像本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于人工智能和视觉感知的光源参数调节方法，其特征在于，包括：对采集的水体图像进行图像目标特征提取，获取水体图像中的高亮区域和阴影区域；获取水体图像中阴影区域的面积，获取阴影区域在水体图像中的位置中心坐标和该中心坐标与光源坐标的夹角，利用阴影区域的深浅程度来调节夹角的变换，获取多光源初始调节角度，在进行调节时采用的方法如下：对阴影区域的深浅程度进行统计，基于阴影区域深浅程度的均方差对阴影区域分为不同层次；根据阴影区域相同层次的密集程度和深浅程度的极大值区域位置来确定光源的初始调节角度：当相同层次的区域较为集中时，光源直射角度应与集中区域保持一致；当相同层次的区域较为松散时，光源直射角度应与所有阴影区域的中点区域保持一致；对水体图像中得光亮区域进行划分，获取光亮区域的间隔帧图像，当水体浑浊度达到阈值间隔帧图像中出现高亮条纹时，根据所述高亮条纹的面积变化量及所述高亮条纹的边缘夹角变化量，在多光源初始调节角度基础上通过约束条件确定光源调节的优化角度，约束条件为：和其中表示初始的第个阴影区域的面积，表示当前第个阴影区域的面积，表示初始第个高亮条纹的面积，表示当前第个高亮条纹的面积，表示初始第i个高亮条纹的边缘夹角，为当前第i个高亮条纹的边缘夹角，为偏执系数；按照优化后的角度对多光源进行调节，采集经过优化后的水体图像，获取该水体图像高亮区域的间隔帧图像，通过该获取的间隔帧图像对水体中得气泡进行检测。2.根据权利要求1所述的一种基于人工智能和视觉感知的光源参数调节方法，其特征在于,所述的水体图像为RGB图像，在对水体RGB图像采集后对该水体RGB图像进行预处理，获取图像当前帧图像的亮度分布，得到水体图像中的高亮区域和阴影区域。3.根据权利要求2所述的一种基于人工智能和视觉感知的光源参数调节方法，其特征在于，所述水体R...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐锦，卢金，
申请(专利权)人：南通中煌工具有限公司，
类型：发明
国别省市：