一种图像处理方法、装置、计算机设备和可读存储介质制造方法及图纸

本申请提供了一种图像处理方法、装置、计算机设备和可读存储介质，该方法包括：获取待处理图像G

【技术实现步骤摘要】
一种图像处理方法、装置、计算机设备和可读存储介质


[0001]本申请涉及图像处理
，尤其是涉及到一种图像处理方法、图像处理装置、计算机设备和可读存储介质。

技术介绍

[0002]大规模的工业生产离不开质量检验对产品品质把关，作为质检的一个分支，表面缺陷检测广泛应用于各工业领域。目前，人工目视法在当前仍占据绝对的统治地位，但是由于这种工作枯燥机械、缺乏自由、薪酬不高，已经越来越难吸引到年轻人，随着人口红利的消失，用工难问题愈发凸显。同时，人工检测还存在着检测稳定性及一致性差、生产效率低、难以统计分析从而为生产提供指导等问题。因此，采用机器视觉替代人眼检测工业品缺陷是必然的趋势。
[0003]对比度增强是图像处理领域的一项基础操作，它能增强感兴趣的前景与背景之间的差异，在工业检测上可以使缺陷的分割与分类更加容易，从而改善系统检测性能。面向工业缺陷检测的对比度增强技术不仅要具备高效率、稳定可控的特点，还要求有尽可能少的副作用，比如不会带来过大的检测盲区等。相关技术中，按照处理域的不同，图像对比度增强技术可分为空间域处理与变换域处理两类，空间域图像对比度增强常见的是灰度映射法、基于直方图的技术、retinex方法、纹理与背景分离重组等技术，变换域的处理常见的有频域处理与小波域处理。
[0004]然而，上述空间域图像对比度增强方法，通常对缺陷与噪声进行无区别对待，在增强缺陷的同时也增强了噪声，图像的信噪比并没有提升，缺陷的检出能力得不到提升。上述变换域图像对比度增强方法，通常存在不支持仅对不规则ROI（Region Of Interest，感兴趣区域）内的部分进行操作、处理效率较低等问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本申请提供了一种图像处理方法、图像处理装置、计算机设备和可读存储介质，实现了在增强前景与背景的对比度的同时，提升图像信噪比。
[0006]第一方面，本申请实施例提供了一种图像处理方法，包括：获取待处理图像，以及确定待处理图像的ROI轮廓Ω；确定包含ROI轮廓Ω的外接矩形区域，并截取外接矩形区域内的第一图像G
ROI
；根据ROI轮廓Ω，对第一图像G
ROI
依次进行缩放处理、第一掩膜处理、滤波处理、反向缩放处理以及第二掩膜处理，得到背景光照图像G
bg
；将第一图像G
ROI
与背景光照图像G
bg
作差，得到前景图像G
fg
，并对前景图像G
fg
进行增益调制处理；根据增益调制的前景图像和预设图像，生成目标图像，其中，预设图像包括常值图像或分解出的背景光照图像G
bg
。
[0007]第二方面，本申请实施例提供了一种图像处理装置，包括：获取模块，用于获取待处理图像，以及确定待处理图像的ROI轮廓Ω；分解模块，用于确定包含ROI轮廓Ω的外接矩形区域，并截取外接矩形区域内的第一图像G
ROI
；根据ROI轮廓Ω，对第一图像G
ROI
依次进行
缩放处理、第一掩膜处理、滤波处理、反向缩放处理以及第二掩膜处理，得到背景光照图像G
bg
；将第一图像G
ROI
与背景光照图像G
bg
作差，得到前景图像G
fg
；第一处理模块，用于对前景图像G
fg
进行增益调制处理；第二处理模块，用于根据增益调制的前景图像和预设图像，生成目标图像，其中，预设图像包括常值图像或分解出的背景光照图像G
bg
。
[0008]第三方面，本申请实施例提供了一种计算机设备，该计算机设备包括处理器和存储器，存储器存储可在处理器上运行的程序或指令，程序或指令被处理器执行时实现如第一方面的图像处理方法的步骤。
[0009]第四方面，本申请实施例提供了一种可读存储介质，可读存储介质上存储程序或指令，程序或指令被处理器执行时实现如第一方面的图像处理方法的步骤。
[0010]第五方面，本申请实施例提供了一种芯片，芯片包括处理器和通信接口，通信接口和处理器耦合，处理器用于运行程序或指令，实现如第一方面的图像处理方法。
[0011]第六方面，本申请实施例提供一种计算机程序产品，该程序产品被存储在存储介质中，该程序产品被至少一个处理器执行以实现如第一方面的图像处理方法。
[0012]在本申请实施例中，首先，通过背景光照估计技术将待处理图像分解为背景光照图像与前景图像。然后，利用缺陷所在的区域与背景之间的灰度变化相较于局部背景自身灰度变化更高的性质，给予缺陷区域的前景更高的增益。最后，将增益调制后的前景图像与预设的背景灰度图像或是原始的背景光照图像叠加获得目标图像，也即获得对比度增强的结果。本申请实施例，能够基于背景光照估计技术更高效且更准确地分离出前景与背景信息，并支持不规则ROI处理。进一步地，对于分离出的前景信息，根据信号与噪声的性质差异，给予信号更高的增益，从而在实现增强前景与背景的对比度的同时，提升图像信噪比。
[0013]上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
[0014]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1示出了本申请实施例的图像处理方法的流程示意图；图2示出了本申请实施例一的输入的待处理图像的示意图；图3示出了本申请实施例一的输入的ROI轮廓的示意图；图4示出了本申请实施例一的第一ROI掩膜图像的示意图；图5示出了本申请实施例一的包含ROI轮廓的最小外接矩形区域的第一图像的示意图；图6示出了本申请实施例一的对缩放后的第二图像进行第一掩膜处理得到的第三图像的示意图；图7示出了本申请实施例一的用预设滤波器对第三图像进行滤波得到的第四图像的示意图；图8示出了本申请实施例一的第一次边界调整中需要调整的第三ROI掩膜图像的示意图；
图9示出了本申请实施例一的第一次边界调整得到的第五图像的示意图；图10示出了本申请实施例一的第二次边界调整后的第五图像的示意图；图11示出了本申请实施例一的第二掩膜处理后的背景光照图像的示意图；图12示出了本申请实施例一的分离出的前景图像的示意图；图13示出了本申请实施例一的第六图像的示意图；图14示出了本申请实施例一的归一化的权重图像的示意图；图15示出了本申请实施例一的针对ROI进行对比度增强的第七图像的示意图；图16示出了本申请实施例一的最终的对比度增强的目标图像的示意图；图17示出了本申请实施例二的输入的待处理图像的示意图；图18示出了本申请实施例二的增强系数为5.0时的对比度增强结果的示意图；图19示出了本申请实施例二的增强系数为10.0时的对比度增强结果的示意图；图20示出了本申请实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像处理方法，其特征在于，包括：获取待处理图像，以及确定所述待处理图像的ROI轮廓Ω；确定包含所述ROI轮廓Ω的外接矩形区域，并截取所述外接矩形区域内的第一图像G
ROI
；根据所述ROI轮廓Ω，对所述第一图像G
ROI
依次进行缩放处理、第一掩膜处理、滤波处理、反向缩放处理以及第二掩膜处理，得到背景光照图像G
bg
；将所述第一图像G
ROI
与所述背景光照图像G
bg
作差，得到前景图像G
fg
，并对所述前景图像G
fg
进行增益调制处理；根据增益调制的前景图像和预设图像，生成目标图像，其中，所述预设图像包括常值图像或分解出的所述背景光照图像G
bg
。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述ROI轮廓Ω，对所述第一图像G
ROI
依次进行缩放处理、第一掩膜处理、滤波处理、反向缩放处理以及第二掩膜处理，得到背景光照图像G
bg
，包括：确定所述ROI轮廓Ω的第一ROI掩膜图像M
ROI
；对所述第一ROI掩膜图像M
ROI
进行缩放处理，得到第二ROI掩膜图像M
S,ROI
，以及对所述第一图像G
ROI
进行缩放处理，得到第二图像，并利用所述第二ROI掩膜图像M
S,ROI
对所述第二图像进行所述第一掩膜处理，生成第三图像G
s
，其中，所述缩放处理的缩放因子大于0且小于或等于1；利用预设滤波器f对所述第三图像G
s
进行滤波，生成第四图像G
s,f
；在所述ROI轮廓Ω的邻域对所述第四图像G
s,f
进行边界处理，得到边界处理后的第五图像G
bp
；对所述第五图像G
bp
进行反向缩放处理，并利用所述第一ROI掩膜图像M
ROI
对反向缩放处理后的所述第五图像G
bp
进行所述第二掩膜处理，得到所述背景光照图像G
bg
，其中，反向缩放处理后的所述第五图像G
bp
的尺寸与所述第一图像G
ROI
的尺寸相同，所述反向缩放处理的缩放因子大于1；将所述第一图像G
ROI
与所述背景光照图像G
bg
作差，得到所述前景图像G
fg
。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设滤波器f为中值滤波器。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述边界处理包括第一次边界处理，所述第一次边界处理的方式，包括：将所述第二ROI掩膜图像M
S,ROI
与腐蚀k个像素后的第二ROI掩膜图像M
S,ROI
作差，得到第三ROI掩膜图像；对所述第三ROI掩膜图像中的任一像素p，搜索所述像素p的第一预设半径范围d
max
内最邻近的且在已处理像素集合R中的已处理像素，以所述已处理像素的灰度值替代所述像素p的灰度值，并将所述像素p加入所述已处理像素集合R中。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述边界处理还包括第二次边界处理。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第二次边界处理的方式，包括：将所述第二ROI掩膜图像M
S,ROI
膨胀w个像素，得到第四ROI掩膜图像M
ROI,dilate
；将所述第四ROI掩膜图像M
ROI,dilate
与所述第二ROI掩膜图像M
S,ROI
作差，得到第五ROI掩
膜图像M
ROI,dilate
‑
M
S,ROI
；对所述第五ROI掩膜图像M
ROI,dilate
‑
M
S,ROI
内任一像素p
’
，搜索所述像素p
’
的第二预设半径范围d
max
’
内最邻近的且在已处理像素集合R中的已处理像素，以所述已处理像素的灰度值替代所述像素p
’
的灰度值，并将所述像素p
’
加入所述已处理像素集合R中。7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述前景图像G
fg
进行增益调制处理，包括：采用N个尺寸逐渐增大的低通滤波器f1、f2、......、f
N
，分别对第一图像G
ROI
进行滤波处理，得到不同尺寸下的N个滤波结果G
f1
、G
f2
、......、G
fN
，其中，N为正整数；根据N
‑
1个相邻尺寸的所述滤波结果的差值图像G
f1
‑
f2
、G
f2
‑
f3
、......、G
f(N
‑
1)
‑
fN
，得到第六图像G
ms
，其中所述第六图像G
ms
=(abs(G
f1
‑
f2
G
f2
‑
f3
......G
f(N
‑
1)
‑
fN
))
1/N
‑1；对所述第六图像G
ms
进行数据截断与限幅处理，得到处理结果G
cut
；对所述处理结果G
cut
进行低通滤波与归一化处理，得到权重图像W
norm
；根据权重图像W
norm
，计算增益调制的前景图像G
fg,enhanced
，其中，增益调制的前景图像G
fg,enhanced
=(1+cW
norm
)G
fg
，c为增强系数。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据增益调制的前景图像和预设图像，生成目标图像，包括：将增益调制的前景图像G
fg,enhanced
与所述预设图像进行叠加，得到第七图像G
proc
；利用所述第一ROI掩膜图像M
ROI
覆盖的第七图像G
proc
替代所述待处理图像中的相应部分，得到所述目标图像，其中，所述相应部分为所述第一ROI掩膜图像M
ROI
中掩膜值为1的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张壮壮，王南南，黄一格，张武杰，
申请(专利权)人：中科慧远视觉技术洛阳有限公司，
类型：发明
国别省市：