一种线阵相机调焦过程中的图像质量评价方法和系统技术方案

一种线阵相机调焦过程中的图像质量评价方法和系统，其中方法包括：获取第一条形靶标图像，对第一条形靶标图像计算各列像素的灰度平均值得到灰度曲线序列，根据灰度曲线序列得到灰度梯度，筛选出符合预设条件的梯度值，计算这些梯度值的平均值作为局部清晰度评价分数；获取第二条形靶标图像，利用第二条形靶标图像中边缘点的极坐标信息计算得到偏移角度α，将图像旋转角度α，然后采用与获取局部清晰度评价分数相同的方法处理图像得到全局清晰度评价分数。本申请能够从局部和全局两方面来评价线阵相机拍摄的图像的清晰度，调试人员可以先根据局部清晰度评价分数进行粗调，再根据全局清晰度评价分数进行精调，有利于提高线阵相机焦距调节的精度。阵相机焦距调节的精度。阵相机焦距调节的精度。

【技术实现步骤摘要】
一种线阵相机调焦过程中的图像质量评价方法和系统


[0001]本专利技术涉及图像处理
，具体涉及一种线阵相机调焦过程中的图像质量评价方法和系统。

技术介绍

[0002]随着机器视觉的大规模普及，人们对工业流水线的速度、精度的要求越来越高，实际应用中，线阵扫描系统以其特有的优势越来越被用户认可。线阵扫描系统中视觉部分最关键的器件就是线阵相机。线阵相机，顾名思义就是呈“线”状的，采用的是线阵图像传感器，线阵相机的宽度通常只有几个像素，例如常用的线宽有1、2、4或者8个像素，长度却有几K，比如常用的4K、8K和16K，有多个像素宽度的通常为TDI(Time Delay Integration，时间延时积分)相机。线阵相机每次拍摄得到的是一个呈线状的图像。在被测物体和线阵相机之间有相对运动的场合，通过线阵相机进行图像的高速采集，每次采集完一条线后物体正好运动到下一个像素长度，线阵相机再继续采集下一条线，一段时间后线条就拼成了一张二维的物体图像。
[0003]随着图像处理技术与自动化技术的深度融合，在印刷、新能源、钢板、线材、纸张等的检测中，线阵相机的应用越来越广泛。线阵相机放置于被检测物体的上方，在合适安装位置放置线性光源，被检测物体放置于线扫运动平台上，由线扫运动平台带动在线阵相机下方匀速运动，并通过数据采集卡或者IO信号触发线阵相机取像。
[0004]通常线阵相机安装在大型的检测、制造等设备上，观察分析图像的显示设备与被调焦的线阵相机相隔较远，因此线阵相机在拍摄前的调试工作较为困难，需要完成相机镜头的焦距、光源亮度、光源入射方向、传送带的带体运动速度等的调节。在焦距的调节过程中，由于线阵相机一次拍摄的图像只有一行或者几行，人眼很难判断图像的好坏，无法直接根据图像的好坏来完成线阵相机镜头的焦距调节；即使使物体运动进行扫描拍摄完整的图像，也只能根据人的主观经验判断图像清晰度，精度有限，从而影响了线阵相机焦距调节的精度，最终影响到了线阵相机的拍摄质量。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种线阵相机调焦过程中的图像质量评价方法和系统，旨在对线阵相机调焦过程中拍摄的图像的清晰度自动进行评价，供调试人员参考，选择最佳的焦距。
[0006]根据第一方面，一种实施例中提供一种线阵相机调焦过程中的图像质量评价方法，用于评价图像的清晰度，所述图像质量评价方法包括局部评价步骤和全局评价步骤；
[0007]所述局部评价步骤包括：
[0008]获取第一条形靶标图像，所述第一条形靶标图像由线阵相机对静止的条形靶标进行单次拍摄而得到，所述条形靶标具有黑白相间的条纹；
[0009]计算所述第一条形靶标图像中各列像素的灰度平均值f
i
，得到灰度曲线序列{f
i
}(i＝1,2,
…
,n)，其中下标i表示第i列，n表示列数；
[0010]对所述灰度曲线序列{f
i
}进行去噪处理，得到灰度梯度曲线序列{f
i
′
}；
[0011]筛选出符合预设条件的梯度值f
i
′
，计算这些梯度值的平均值作为局部清晰度评价分数；
[0012]所述全局评价步骤包括：
[0013]获取第二条形靶标图像，所述第二条形靶标图像由线阵相机对运动的所述条形靶标进行预设行数的扫描成像而得到；
[0014]利用所述第二条形靶标图像中的边缘点的极坐标信息(ρ,θ)进行计算得到偏移角度α，将所述第二条形靶标图像旋转角度α，使所述第二条形靶标图像中的条纹与图像下边界垂直，其中ρ为边缘点与图像原点的距离，θ为边缘点和图像原点的连线与图像X轴间的角度；
[0015]计算旋转后的所述第二条形靶标图像中各列像素的灰度平均值f
i
，得到灰度曲线序列{f
i
}(i＝1,2,
…
,n)；
[0016]对所述灰度曲线序列{f
i
}进行去噪处理，得到灰度梯度曲线序列{f
i
′
}；
[0017]筛选出符合预设条件的梯度值f
i
′
，计算这些梯度值的平均值作为全局清晰度评价分数。
[0018]一种实施例中，所述对所述灰度曲线序列{f
i
}进行去噪处理，得到灰度梯度曲线序列{f
i
′
}，包括：
[0019]预先设置平滑范围N，根据以下公式计算得到平滑强度系数σ：
[0020][0021]根据以下公式计算得到梯度值f
i
′
，从而得到所述灰度梯度曲线序列{f
i
′
}：
[0022][0023]其中表示向下取整。
[0024]一种实施例中，所述符合预设条件的梯度值f
i
′
是指同时满足以下条件的梯度值f
i
′
：
[0025]f
i
′
＞f
′
i
‑1、f
i
′
＞f
′
i+1
、|f
′
|＞t，
[0026]其中t为预设阈值。
[0027]一种实施例中，所述利用所述第二条形靶标图像中的边缘点的极坐标信息(ρ,θ)进行计算得到偏移角度α，包括：
[0028]获取用户设置的所述第二条形靶标图像中的感兴趣区域，获取所述感兴趣区域中的边缘点的极坐标信息(ρ,θ)；
[0029]将所获取的距离ρ和角度θ进行离散化，得到极坐标信息(ρ,θ)对应的索引坐标，对索引坐标进行投票计数处理，获取投票值最大的索引坐标对应的极坐标信息(ρ
m
,θ
m
)，则
[0030]一种实施例中，所述利用所述第二条形靶标图像中的边缘点的极坐标信息(ρ,θ)进行计算得到偏移角度α，包括：
[0031]获取所述第二条形靶标图像中的边缘点的极坐标信息(ρ,θ)；
[0032]将所获取的距离ρ和角度θ进行离散化，得到极坐标信息(ρ,θ)对应的索引坐标，对索引坐标进行投票计数处理，筛选出投票值大于预设的投票值阈值的索引坐标，计算这些索引坐标对应的极坐标信息的平均值(ρ
a
,θ
a
)，则
[0033]一种实施例中，所述局部评价步骤还包括：将调焦过程中各个时刻的局部清晰度评价分数绘制成曲线并发送给显示设备，使显示设备进行显示以供调试人员查看；所述全局评价步骤还包括：将调焦过程中各个时刻的全局清晰度评价分数绘制成曲线并发送给显示设备，使显示设备进行显示以供调试人员查看。
[0034]一种实施例中，所述全局评价步骤还包括：在获得图像旋转角度α后，根据极坐标信息(ρ,θ)计算得到对应的图像坐标(x0,y0)，其中x0＝ρcosθ,y0＝ρsinθ，根据两个点(x0‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种线阵相机调焦过程中的图像质量评价方法，用于评价图像的清晰度，其特征在于，所述图像质量评价方法包括局部评价步骤和全局评价步骤；所述局部评价步骤包括：获取第一条形靶标图像，所述第一条形靶标图像由线阵相机对静止的条形靶标进行单次拍摄而得到，所述条形靶标具有黑白相间的条纹；计算所述第一条形靶标图像中各列像素的灰度平均值f
i
，得到灰度曲线序列{f
i
}(i＝1,2,
…
,n)，其中下标i表示第i列，n表示列数；对所述灰度曲线序列{f
i
}进行去噪处理，得到灰度梯度曲线序列{f
i
′
}；筛选出符合预设条件的梯度值f
i
′
，计算这些梯度值的平均值作为局部清晰度评价分数；所述全局评价步骤包括：获取第二条形靶标图像，所述第二条形靶标图像由线阵相机对运动的所述条形靶标进行预设行数的扫描成像而得到；利用所述第二条形靶标图像中的边缘点的极坐标信息(ρ,θ)进行计算得到偏移角度α，将所述第二条形靶标图像旋转角度α，使所述第二条形靶标图像中的条纹与图像下边界垂直，其中ρ为边缘点与图像原点的距离，θ为边缘点和图像原点的连线与图像X轴间的角度；计算旋转后的所述第二条形靶标图像中各列像素的灰度平均值f
i
，得到灰度曲线序列{f
i
}(i＝1,2,
…
,n)；对所述灰度曲线序列{f
i
}进行去噪处理，得到灰度梯度曲线序列{f
i
′
}；筛选出符合预设条件的梯度值f
i
′
，计算这些梯度值的平均值作为全局清晰度评价分数。2.如权利要求1所述的图像质量评价方法，其特征在于，所述对所述灰度曲线序列{f
i
}进行去噪处理，得到灰度梯度曲线序列{f
i
′
}，包括：预先设置平滑范围N，根据以下公式计算得到平滑强度系数σ：根据以下公式计算得到梯度值f
i
′
，从而得到所述灰度梯度曲线序列{f
i
′
}：其中其中表示向下取整。3.如权利要求1所述的图像质量评价方法，其特征在于，所述符合预设条件的梯度值f
i
′
是指同时满足以下条件的梯度值f
i
′
：f
i
′
＞f
′
i
‑1、f
i
′
＞f
′
i+1
、|f
′
|＞t，其中t为预设阈值。4.如权利要求1所述的图像质量评价方法，其特征在于，所述利用所述第二条形靶标图像中的边缘点的极坐标信息(ρ,θ)进行计算得到偏移角度α，包括：获取用户设置的所述第二条形靶标图像中的感兴趣区域，获取所述感兴趣区域中的边
缘点的极坐标信息(ρ,θ)；将所获取的距离ρ和角度θ进行离散化，得到极坐标信息(ρ,θ)对应的索引坐标，对索引坐标进行投票计数处理，获取投票值最大的索引坐标对应的极坐标信息(ρ
m
,θ
m
)，则5.如权利要求1所述的图像质量评价方法，其特征在于，所述利用所述第二条形靶标图像中的边缘点的极坐标信息(ρ,θ)进行计算得到偏移角度α，包括：获取所述第二条形靶标图像中的边缘点的极坐标信息(ρ,θ)；将所获取的距离ρ和角度θ进行离散化，得到极坐标信息(ρ,θ)对应的索引坐标，对索引坐标进行投票计数处理，筛选出投票值大于预设的投...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨洋，黄淦，黄涛，吴创廷，高礼圳，
申请(专利权)人：深圳市华汉伟业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：