削弱热态锻件图像红热干扰的图像处理方法

    技术2025-05-29  5


    本发明属于锻件图像处理方法,涉及削弱热态锻件图像红热干扰的图像处理方法。


    背景技术:

    1、随着钢铁锻造产业的不断扩大,为实现降本增效,锻造过程中尺寸测量效率和精度需要不断提升。锻件热态尺寸测量可以引导锻造,及时修正锻件尺寸,有效提升锻件的毛净比,提高毛胚锻件的利用率,还可以减小次品率。通过以上方式可以进而减少钢材浪费和锻造过程的能源损耗,达到节能减排的效果。

    2、视觉测量是一种非接触高精度测量方法可应用于锻件热态测量。但热态锻件由于高温、高亮会产生不同程度的红热干扰导致锻件边缘模糊,对锻件的视觉尺寸测量造成误差。因此,削弱热态锻件图像红热干扰是视觉测量提高精度的重要一环。中国发明专利“高温目标红外图像的成像方法和装置”(授权公告号cn114581644b),通过温度识别目标钢水、钢水关联物以及背景目标,对其进行灰度压缩和分割后针对不同目标通过不同的增强方式或增强系数进行增强,再进行合成得到最终输出图像。该方法可以兼顾高温钢水和背景在红外图像上的清晰呈现,但如果将其用于rgb相机图像需要测量全局温度,需增加硬件成本。中国发明专利“一种高温目标三维形貌与温度场综合测量方法”(申请公布号cn117146733a),在实现过程中利用限制对比度自适应直方图均衡化算法对高温物体高分辨率灰度图像进行对比度增强,利用阈值分割对目标和背景进行分离,之后再进行了边缘提取。该方法虽然实现了高温物体增强与分割,但需要手动设置图像块大小后,对各个图像块分别进行均衡化,最后再利用双线性插值消除块效应,方法复杂、不利于实时且仅限于灰度图像的处理。


    技术实现思路

    1、本发明的目的是提供削弱热态锻件图像红热干扰的图像处理方法,解决了现有技术中存在的需要测量全局温度增加硬件成本以及方法复杂且仅限于灰度图像处理的问题。

    2、本发明所采用的技术方案是,削弱热态锻件图像红热干扰的图像处理方法,具体按照如下步骤实施:

    3、步骤1,获取热态锻件rgb图像对应的亮通道图像和暗通道图像;

    4、步骤2,将亮通道图像与暗通道图像逐像素相减得到单通道差值图像;

    5、步骤3,将热态锻件rgb图像转换为hsv格式图像,提取出v通道灰度图像;

    6、步骤4,使用单通道差值图像对v通道灰度图像进行伽马矫正,获得矫正后的v通道灰度图像;

    7、步骤5,将经过步骤4矫正后的v通道灰度图像与步骤3中的hsv格式图像中的h和s通道图像合并,得到校正后的hsv格式图像;

    8、步骤6,将校正后的hsv格式图像转换为rgb图像,得到经过削弱红热干扰的图像。

    9、本发明的特征还在于,

    10、步骤1中热态锻件rgb图像采用rgb工业相机拍摄得到。

    11、步骤1具体为:

    12、提取热态锻件rgb图像中每个像素点在rgb三个通道的像素值,然后提取出每个像素点在rgb三个通道像素值中的最大值以及提取出每个像素点在rgb三个通道像素值中的最小值,将每个像素点在rgb三个通道像素值中的最大值组合形成亮通道图像,将每个像素点在rgb三个通道像素值中的最小值组合形成暗通道图像。

    13、步骤4具体为:

    14、使用矫正公式(1)对v通道灰度图像进行伽马矫正,获得矫正后的v通道像素i'v(x,y),具体为:

    15、

    16、其中,iv(x,y)为步骤3获得的v通道灰度图像中点(x,y)的像素值;γ为伽马矫正系数。

    17、伽马矫正系数具体按照如下公式计算:

    18、

    19、其中,u为矫正阈值,a为矫正参数。

    20、矫正参数a具体按照如下公式计算:

    21、

    22、其中,a和b为常数,c(x,y)为步骤2获得的单通道差值图像中点(x,y)处像素值。

    23、矫正阈值u=100,a=0.5,b=2。

    24、本发明的有益效果是:

    25、本发明基于利用有红热干扰和无红热干扰情况下亮通道与暗通道差值的差异对伽马矫正系数进行了引导修正,即:在有红热干扰时,干扰区域亮通道会发白严重,利用图像亮通道减去暗通道获得的差值图像,该图像可以反映不同区域受到红热干扰的强弱,根据该信息引导伽马系数进行图像矫正;本发明的方法可以在原始图像质量不下降、色彩不发生重大变化的情况下快速、有效地削弱高温锻件导致的红热干扰。

    26、本发明无需增加其他硬件设施即可对既有的热态锻件rgb图像进行处理,且方法简单,可以直接处理拍摄得到的热态锻件rgb图像。



    技术特征:

    1.削弱热态锻件图像红热干扰的图像处理方法,其特征在于,具体按照如下步骤实施:

    2.根据权利要求1所述的削弱热态锻件图像红热干扰的图像处理方法,其特征在于,所述步骤1中热态锻件rgb图像采用rgb工业相机拍摄得到。

    3.根据权利要求1所述的削弱热态锻件图像红热干扰的图像处理方法,其特征在于,所述步骤1具体为:

    4.根据权利要求3所述的削弱热态锻件图像红热干扰的图像处理方法,其特征在于,所述步骤4具体为:

    5.根据权利要求4所述的削弱热态锻件图像红热干扰的图像处理方法,其特征在于,所述伽马矫正系数具体按照如下公式计算:

    6.根据权利要求5所述的削弱热态锻件图像红热干扰的图像处理方法,其特征在于,所述矫正参数a具体按照如下公式计算:

    7.根据权利要求6所述的削弱热态锻件图像红热干扰的图像处理方法,其特征在于,所述矫正阈值u=100,a=0.5,b=2。


    技术总结
    本发明公开了削弱热态锻件图像红热干扰的图像处理方法,具体为:步骤1,获取热态锻件RGB图像对应的亮通道图像和暗通道图像;步骤2,将亮通道图像与暗通道图像逐像素相减得到单通道差值图像;步骤3,将热态锻件RGB图像转换为HSV格式图像并提取出V通道灰度图像;步骤4,使用单通道差值图像对V通道灰度图像进行伽马矫正;步骤5,将矫正后的V通道灰度图像与步骤3中的HSV格式图像中的H和S通道图像合并,得到校正后的HSV格式图像;步骤6,将校正后的HSV格式图像转换为RGB图像,得到经过削弱红热干扰的图像。本发明解决了现有技术中存在的需要测量全局温度增加硬件成本以及方法复杂且仅限于灰度图像处理的问题。

    技术研发人员:张晨辉,杨延西,张新雨,武莉,张普,韩叔桓,李昕杰,宋小豪,李婧华,周昌昊,王嘉诚
    受保护的技术使用者:西安理工大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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