一种基于物联网的智能AR偏振探测方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及光学元件技术领域，提出了一种基于物联网的智能AR偏振探测方法及系统，包括：获取原始灰度图以及偏振过滤图；根据原始灰度图与偏振过滤图获取过滤分布灰度图；根据过滤分布灰度图与原始灰度图像的差异获取镜面反射光强图；根据所有转动角度的镜面反射光强图中相同位置像素点的灰度值分布获取每个像素点的最佳过滤角度；根据最佳过滤角度获取每个转动角度的偏振消光权重向量；根据所有角度的偏振消光权重向量获取偏振消光图像；利用物联网将偏振消光图像传输至云端服务器，实现对AR设备多功能的辅助使用。本发明专利技术利用通过偏振片过滤后光强的变化特征，消除不同偏振方向上的镜面反射光，提高了偏振图像中的消光效果。果。果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网的智能AR偏振探测方法及系统


[0001]本专利技术涉及光学元件
，具体涉及一种基于物联网的智能AR偏振探测方法及系统。

技术介绍

[0002]近年来科技大发展，AR（Augmented Reality）技术和物联网正在逐步普及；物联网是一种基于无线通信设备技术逐渐进步发展出的万物互联的技术概念，通过不同协议将已知可控的电子产品都接入网络，使得能够网络实时监控电子产品的数据，通过对不同产品之间的相关联数据进行分析，提出一套基于大数据的电子产品操控方案，方便人们生活。将物联网和AR终端结合，可以将AR终端信息传输到远端服务器进行处理可以有效降低AR终端设备大小，减低生产成本。
[0003]为了通过AR终端设备更好的采集信息，在实际生活中，当对一个物体进行拍摄时，可能会出现局部反射光过强导致的，导致这种情况原因和布儒斯特角理论有关。对于拍摄物体的图像，通常获取的主要是物体的反射光，反射光包含漫反射和镜面反射，此时一般希望获取的是图像的漫反射光，因为漫反射以各种不规则的方向散射，形成均匀、散乱的反射光；对于镜面反射，根据布鲁斯角理论可以通过偏振过滤掉镜面反射的光，消除镜面反射带来的影响，使图像信息更清晰。
[0004]目前消光采用的普遍方法是通过不断调整获取偏振图像时的偏振片过滤角度，获得不同偏振方向的偏振图像，通过对图像内容进行简单判断得知何时能够消除最多的偏振光，以此时的方向过滤的偏振图像作为最终图像。上述方法可能会因为偏振片过滤了其它方向的漫反射光造成图像过暗，同时也只能对一个偏振方向进行的光完全过滤，当图片中的镜面反射光出现多个偏振方向时，可能导致某些镜面反射光无法消除。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种基于物联网的智能AR偏振探测方法及系统，以解决现有消光技术只能对一个偏振方向上的光进行过滤消除，且造成图像色彩变暗的问题，所采用的技术方案具体如下：第一方面，本专利技术一个实施例提供了一种基于物联网的智能AR偏振探测方法，该方法包括以下步骤：获取原始灰度图以及不同转动角度的偏振过滤图；将原始灰度图与每个转动角度的偏振过滤图的作差结果作为每个转动角度的过滤分布灰度图；根据每个转动角度的过滤分布灰度图与原始灰度图的差异获取每个转动角度的镜面反射光强图；根据所有转动角度的镜面反射光强图中像素点的灰度值分布特征获取每个像素点的最佳过滤角度；根据每个像素点的最佳过滤角度获取每个像素点的偏振消光权重；根据所有转动角度的偏振过滤图中每个像素点的偏振消光权重获取偏振消光图
像；利用物联网将偏振消光图像传输至云端服务器实现对AR设备多功能的辅助使用。
[0006]优选的，所述获取原始灰度图以及不同转动角度的偏振过滤图的方法为：将图像采集装置安装在AR设备上，将图像采集装置获取的RGB图像经灰度化处理得到的灰度图像作为原始灰度图；将偏振片安装在图像采集装置前端，利用步进电机控制偏振片在一定范围内以固定角度转动得到不同转动角度，将图像采集装置在所述偏振片每个转动角度下获取的RGB图像经灰度化处理得到的灰度图像作为每个转动角度的偏振过滤图像。
[0007]优选的，所述根据每个转动角度的过滤分布灰度图与原始灰度图的差异获取每个转动角度的镜面反射光强图的方法为：根据每个转动角度的过滤分布灰度图以及原始灰度图获取每个转动角度的初始镜面图；获取每个转动角度的初始镜面图中每个像素点与预设阈值的对比结果，根据所述对比结果获取每个转动角度的初始镜面图中每个像素点灰度值的更新结果，将每个转动角度的初始镜面图中所有像素点灰度值的更新后得到的图像作为每个转动角度的镜面反射光强图。
[0008]优选的，所述根据每个转动角度的过滤分布灰度图以及原始灰度图获取每个转动角度的初始镜面图的方法为：将原始灰度图与第一预设参数的乘积结果作为原始灰度图对应的参数调整图；获取每个转动角度的过滤分布灰度图与所述参数调整图的作差结果，将所述作差结果与第二预设参数的乘积作为每个转动角度的初始镜面图。
[0009]优选的，所述根据所有转动角度的镜面反射光强图中像素点的灰度值分布特征获取每个像素点的最佳过滤角度的方法为：根据所有转动角度的镜面反射光强图中同一位置像素点的灰度值获取同一位置像素点的偏光灰度分布图；将所述偏光灰度分布图中最大值对应的转动角度作为同一位置像素点的最佳过滤角度。
[0010]优选的，所述根据所有转动角度的镜面反射光强图中同一位置像素点的灰度值获取同一位置像素点的偏光灰度分布图的方法为：分别获取所有转动角度的镜面反射光强图中同一位置像素点的灰度值，将以灰度值为纵坐标，以所述灰度值所在镜面反射光强图对应的转动角度为横坐标构建的二维分布图像作为同一位置像素点的偏光灰度分布图。
[0011]优选的，所述根据每个像素点的最佳过滤角度获取每个像素点的偏振消光权重的方法为：将同一位置像素点的偏光灰度分布图中所有灰度值的分布方差与每个转动角度的偏振过滤图中同一位置像素点灰度值的差值作为分子；将所述分布方差与第一调参因子的乘积与第三调参因子的和作为分母；将分子与分母的比值作为第一权重因子；将第一权重因子与第二调参因子的和作为第一组成因子；每个转动角度的偏振过滤图中每个像素点的偏振消光权重由第一比例因子、第一
组成因子两部分组成，其中所述偏振消光权重与第一比例因子、第一组成因子成正比关系。
[0012]优选的，所述根据所有转动角度的偏振过滤图中每个像素点的偏振消光权重获取偏振消光图像的方法为：根据每个转动角度的偏振过滤图中每个像素点的偏振消光权重获取每个转动角度的单一消光图像；将所述单一消光图像在所有转动角度上的累加作为偏振消光图像。
[0013]优选的，所述根据每个转动角度的偏振过滤图中每个像素点的偏振消光权重获取每个转动角度的单一消光图像的方法为：获取每个转动角度的偏振过滤图中每个像素点的偏振消光权重，将每个像素点的偏振消光权重与每个像素点的灰度值的乘积作为每个像素点的偏振值，利用每个像素点的偏振值代替所述每个像素点的灰度值完成每个像素点的更新；遍历每个转动角度的偏振过滤图，将所述偏振过滤图中所有像素点更新后得到图像作为每个转动角度的单一消光图像。
[0014]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种基于物联网的智能AR偏振探测系统，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并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上述任意一项所述方法的步骤。
[0015]本专利技术的有益效果是：针对现有技术通常只采用过去一个方向上的偏振光来消除，且会造成原图的色彩变暗的问题，本专利技术依据马吕斯定律揭示的通过偏振片过滤后光强变化的因果关系和数学比例，其次利用多种图像运算方式将原始图像中的漫反射光强去除，分离出不同偏振方向的镜面反射光强图像，并根据偏振方向与镜面反射光强获取每个转动角度下每一个像素点的偏振消光权重，最后对所有偏振图像的单一消光图像加权求和得到消除了所有偏振方向镜面反光的偏振消光图像。本专利技术避免偏振消光过程中原图色彩变暗的现象发生，也能同时精确消除环境中不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网的智能AR偏振探测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：获取原始灰度图以及不同转动角度的偏振过滤图；将原始灰度图与每个转动角度的偏振过滤图的作差结果作为每个转动角度的过滤分布灰度图；根据每个转动角度的过滤分布灰度图与原始灰度图的差异获取每个转动角度的镜面反射光强图；根据所有转动角度的镜面反射光强图中像素点的灰度值分布特征获取每个像素点的最佳过滤角度；根据每个像素点的最佳过滤角度获取每个像素点的偏振消光权重；根据所有转动角度的偏振过滤图中每个像素点的偏振消光权重获取偏振消光图像；利用物联网将偏振消光图像传输至云端服务器实现对AR设备多功能的辅助使用；所述根据所有转动角度的镜面反射光强图中像素点的灰度值分布特征获取每个像素点的最佳过滤角度的方法为：根据所有转动角度的镜面反射光强图中同一位置像素点的灰度值获取同一位置像素点的偏光灰度分布图；将所述偏光灰度分布图中最大值对应的转动角度作为同一位置像素点的最佳过滤角度；所述根据所有转动角度的镜面反射光强图中同一位置像素点的灰度值获取同一位置像素点的偏光灰度分布图的方法为：分别获取所有转动角度的镜面反射光强图中同一位置像素点的灰度值，将以灰度值为纵坐标，以所述灰度值所在镜面反射光强图对应的转动角度为横坐标构建的二维分布图像作为同一位置像素点的偏光灰度分布图；所述根据每个像素点的最佳过滤角度获取每个像素点的偏振消光权重的方法为：将同一位置像素点的偏光灰度分布图中所有灰度值的分布方差与每个转动角度的偏振过滤图中同一位置像素点灰度值的差值作为分子；将所述分布方差与第一调参因子的乘积与第三调参因子的和作为分母；将分子与分母的比值作为第一权重因子；将第一权重因子与第二调参因子的和作为第一组成因子；每个转动角度的偏振过滤图中每个像素点的偏振消光权重由第一比例因子、第一组成因子两部分组成，其中所述偏振消光权重与第一比例因子、第一组成因子成正比关系；所述根据所有转动角度的偏振过滤图中每个像素点的偏振消光权重获取偏振消光图像的方法为：根据每个转动角度的偏振过滤图中每个像素点的偏振消光权重获取每个转动角度的单一消光图像；将所述单一消光图像在所有转动角度上的累加作为偏振消光图像；所述根据每个转动角度的偏振过滤图中每个像素点的偏...

【专利技术属性】
技术研发人员：高国兵，顾宪松，李英超，刘长宜，
申请(专利权)人：汉达科技发展集团有限公司，
类型：发明
国别省市：