专利名称：拍摄影像优化系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种影像处理系统及方法，特别是关于一种消除外界光源变化对影像拍摄时造成干扰的拍摄影像优化系统及方法。
背景技术：
在一般外界光源照射的条件下，在拍摄被测物体(例如主板)的影像时，由于光源可能由一盏日光灯变为两盏灯造成光线亮度变化干扰而导致拍摄影像与实际影像产生差异。因此，工业上需要利用光学自动检测(Automatic Optic Inspection,AOI)设备对被测物体的拍摄影像进行光学自动检测，来保证在自然光下拍摄中亮度的变化和周围光影的干扰，达到定光源拍摄物体影像的效果。目前，工业上广泛应用的AOI设备都需要置于一个暗室之中对被测物体进行光学自动检测。在利用AOI设备对被测物体进行光学自动检测时，通常需要在暗室中安装大量高精度的平面光源照明，以保证每次拍摄图片可以到达相同的光照条件。然而，在暗室中安装大量高精度平面光源进行特定条件的照射来对被测物体的拍摄影像进行光学自动检测， 其需要较高昂的检测成本。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种拍摄影像优化系统及方法，通过较低成本对外界光源变化造成光影干扰时所拍摄待测物件的影像进行优化处理，达到与无外界光影干扰时所拍摄待测物件的影像具有相同影像效果。所述的拍摄影像优化系统，安装并运行于计算机中，该计算机连接有影像摄取设备。该系统包括影像获取模块，用于通过影像摄取设备摄取待测物件的拍摄影像，并从计算机的存储器中获取待测物件的标准影像；影像计算模块，用于根据拍摄影像的分辨率和像素RGB计算该拍摄影像RGB通道的IAED，根据标准影像的分辨率和像素RGB计算该标准影像RGB通道的IAED，以及计算拍摄影像与标准影像的RGB通道的IAED平均差值，其中 IAED表示影像平均能量密度；影像转换模块，用于根据计算的拍摄影像与标准影像RGB通道的IAED平均差值将拍摄影像中每一个像素点转换为优化像素点；影像产生模块，用于根据所有优化像素点合成一幅优化影像，并将该优化影像输出至计算机的显示器上显示。所述的拍摄影像优化方法包括步骤通过影像摄取设备摄取待测物件的拍摄影像，并从计算机的存储器中获取待测物件的标准影像；根据拍摄影像的分辨率和像素RGB 计算该拍摄影像的RGB通道的IAED值，其中IAED表示影像平均能量密度；根据标准影像的分辨率和像素RGB计算该标准影像的RGB通道的IAED值；计算拍摄影像与标准影像RGB通道的IAED平均差值；根据计算的拍摄影像与标准影像RGB通道的IAED平均差值将拍摄影像中每一个像素点转换为优化像素点；根据所有优化像素点合成一幅优化影像，并将该优化影像输出至计算机的显示器上显示。相较于现有技术，本发明所述的拍摄影像优化系统及方法，能够将外界光源变化造成光影干扰时所拍摄待测物件的影像进行优化处理，从而在使用自然光拍摄待测物件影像时消除亮度变化和周围光影的干扰。
图1是本发明拍摄影像优化系统较佳实施例的架构图。图2是本发明拍摄影像优化方法较佳实施例的流程图。图3是将拍摄影像与标准影像每一像素点进行比较的示意图。图4是采用影像平均能量密度IAED值计算拍摄影像与标准影像的示意图。主要元件符号说明计算机1拍摄影像优化系统11影像获取模块111影像计算模块112影像转换模块113影像产生模块114存储器12中央处理器13显示器14影像摄取设备2待测物件具体实施例方式如图1所示，是本发明拍摄影像优化系统11较佳实施例的架构图。在本实施例中， 所述的拍摄影像优化系统11安装并运行于计算机1中，能够将外界光源变化造成光影干扰时所拍摄待测物件3的影像进行优化处理，达到与无外界光影干扰时所拍摄待测物件3的影像具有相同的影像效果。所述的计算机1连接有影像摄取设备2，该影像摄取设备2用于摄取待测物件3的拍摄影像，例如图3所示的拍摄影像a。在一般外界光源照射的条件下， 在拍摄待测物件3 (例如主板)的影像时，由于光源可能由一盏日光灯变为两盏灯造成光线亮度变化而导致拍摄影像与实际影像产生差异。所述的计算机1包括存储器12、中央处理器13以及显示器14。存储器12存储有与拍摄影像作比较的标准影像，例如图3所示的标准影像b。中央处理器13用于执行拍摄影像优化系统11对待测物件3的拍摄影像进行优化处理，从而产生优化影像，并于显示器 14上显示该优化影像。所述的拍摄影像优化系统11包括影像获取模块111、影像计算模块112、影像转换模块113以及影像产生模块114。本发明所称的模块是由一系列计算指令组成的计算机程序段。在本实施例中，所述的模块是一种能够被中央处理器13所执行并且能够完成固定功能的计算机程序段，其存储在所述的存储器12中。所述的影像获取模块111用于通过影像摄取设备2摄取待测物件3的拍摄影像a， 并从存储器12中获取待测物件3的标准影像b。该拍摄影像a是一种在外界光源变化造成光影干扰时所拍摄待测物件3的影像，该标准影像b是一种在无外界光影干扰时所拍摄待测物件3的影像。所述的影像计算模块112用于分别计算拍摄影像a和标准影像b的RGB三通道上的影像平均能量密度(Image Average Energy Density, IAED)值。所述的RGB三通道灰度影像包括R灰度影像、G灰度影像以及B灰度影像。所述的影像平均能量密度IAED是指分辨率为NXN影像中每一个像素的平均能量密度，其用于衡量影像的像素能量的基准。假设分辨率为NXN的拍摄影像a，则按照公式IAED = (R+G+B) /N/N来计算该拍摄影像a的影像平均能量密度IAED值。参考图4所示，假设拍摄影像a的像素为32 X 32，其中需要处理的像素块An (例如 Al)的RGB三个通道的亮度值总和R = 147248,G = 147760,B = 144176，则该像素块An的平均IAED值=(R+G+B)/32/32 = 428.89。在本实施例中，影像计算模块112计算拍摄影像 a 的 R 通道 IAED_a_R = R/32/32 = 147248/32/32 = 143. 80、G 通道 IAED_a_G = G/32/32 = 144760/32/32 = 141. 37，B 通道 IAED_a_B = Β/32/32 = 144176/32/32 = 140. 80。假设标准影像b的像素为32 X 32，其中RGB三个通道的亮度值总和R = 152179,G = 135539,B = 31091，影像计算模块112计算标准影像b的R通道IAED_b_R = R/32/32 = 152179/32/32 =148. 61、G 通道 IAED_b_G = G/32/32 = 135539/32/32 = 132. 36，B 通道 IAED_b_B 值= 31091/32/32 = 30. 36。所述的影像计算模块112还用于计算拍摄影像a与标准影像b的R通道上IAED 的平均差值D_R，G通道上IAED的平均差值D_G，以及B通道上IAED的平均差值D_B。在本实施例中，拍摄影像a与标准影像b的R通道上IAED的平均差值D_R等于IAED_a_R值减去IAED_b_R值，G通道上IAED的平均差值D_G等于IAED_a_G值减去IAED_b_G值，以及 B通道上IAED的平均差值D_B等于IAED_a_B值减去IAED_b_B值。例如，平均差值D_R = IAED_a_R-IAED_b_R = 143. 80-148. 61 = -4. 81，取四舍五入为-5 ；平均差值 D_G = IAED_ a_G-IAED_b_G = 141. 37-132. 36 = 9. 01，取四舍五入为 9 ；平均差值D_B = IAED_a_B_IAED_ b_B = 140. 80-30. 36 = 110. 44，取四舍五入为 110。 所述的影像转换模块113用于根据拍摄影像a与标准影像b的RGB三通道上IAED 的平均差值将拍摄影像a中的每一个像素点转换为优化像素点。在本实施例中，影像转换模块113为拍摄影像a的每一个像素点An建立索引njndex，其中η为拍摄影像a的像素点个数，并令njndex = 1，开始将每一个像素点An的像素值(R，G，B)分别转换为像素值为(R’，G’，B’)的优化像素点An’，其中R’等于R减去D_R，G’等于G减去D_G，及B’等于B减去D_B。假设像素点An中有像素点Px，其RGB值为Q30，137，175)，则转换得到 (230-(-5), 137-9，175-110) = (235，128，65)，从而得到优化像素点(235,128,65) 假设 An中有像素点Py，其RGB值为(252，130，75)，则Py转换得到252-(-5) = 257，由于最大值为255，所以取255，130-9 = 121，75-110 < 0，由于最小值为0，所以取0即得到优化像素点 (255，121,0)。 所述的影像产生模块114用于根据所有优化像素点合成一幅优化影像，并将该优化影像输出至显示器14上显示，或者将该优化影像存储在存储器12中。在本实施例中，影像产生模块114将所有像素值为(R’，G’，B’)的优化像素点An’合成优化影像。该优化影像与标准影像b相似，从而达到消除外界光源变化导致影像摄取设备2拍摄待测物件3造成干扰的影像优化效果。如图2所示，是本发明拍摄影像优化方法较佳实施例的流程图。在本实施例中，该色彩校正方法能够将外界光源变化造成光影干扰时所拍摄的待测物件3的影像进行优化处理，达到与无外界光影干扰时所拍摄待测物件3的影像具有相同的影像效果。步骤S20，影像获取模块111通过影像摄取设备2摄取待测物件3的拍摄影像a， 并从存储器12中获取待测物件3的标准影像b。如图3所示的拍摄影像a，其为一种在外界光源变化造成光影干扰时所拍摄待测物件3的影像。如图3所示的标准影像b，其为一种在无外界光影干扰时所拍摄待测物件3的影像。步骤S21，影像计算模块112计算拍摄影像a的RGB三通道上的影像平均能量密度IAED值。所述的IAED是指影像中每一个像素的平均能量密度，其用于评价影像的像素能量。所述的影像平均能量密度IAED是指分辨率为NX N影像中每一个像素的平均能量密度，其用于衡量影像的像素能量的基准。假设分辨率为NXN的拍摄影像a，则按照公式IAED =(R+G+B)/N/N来计算该拍摄影像a的影像平均能量密度IAED值。在本实施例中，影像计算模块112通过计算拍摄影像a的RGB三通道上的IAED值，从而得到拍摄影像a的R通道 IAED_a_R 值、G 通道 IAED_a_G 值和 B 通道 IAED_a_B 值。步骤S22，影像计算模块112计算标准影像b的RGB三通道上的影像平均能量密度 IAED值。本实施例中，影像计算模块112通过计算标准影像b的RGB三通道上的IAED值， 从而得到标准影像b的R通道IAED_b_R值、G通道IAED_b_G值和B通道IAED_b_B值。步骤S23，影像计算模块112计算拍摄影像a与标准影像b的R通道上IAED的平均差值D_R，G通道上IAED的平均差值D_G，以及B通道上IAED的平均差值D_B。在本实施例中，拍摄影像a与标准影像b的R通道上IAED的平均差值D_R等于IAED_a_R值减去 IAED_b_R值，G通道上IAED的平均差值D_G等于IAED_a_G值减去IAED_b_G值，B通道上 IAED的平均差值D_B等于IAED_a_B值减去IAED_b_B值。步骤S24，影像转换模块113为拍摄影像a的每一个像素点An建立像素索引n_ hdex，其中η为拍摄影像a的像素点个数，并令像素索引ηJndex = 1，将拍摄影像a中的每一个像素点An进行像素值转换。步骤S25，影像转换模块113将每一个像素点An的像素值(R，G，B)分别转换为像素值为(R’，G’，B’ )的优化像素点An’，其中R’等于R减去D_R，G’等于G减去D_G，及B’ 等于B减去D_B。步骤S26，影像转换模块113判断像素索引ηJndex值是否小于拍摄影像a的像素点个数n，亦即判断拍摄影像a中每一个像素点An的IAED值是否已经转换完毕。若还有像素点An的IAED值未被转换，则执行步骤S27 ；若所有像素点An的IAED值已经转换，则执行步骤幻8。步骤S27，影像转换模块113将像素索引njndex值做njndex = n_Index+l运算，而后执行步骤S25继续对下一个像素点进行IAED值转换。步骤S28，影像产生模块114根据所有像素值为(R’，G’，B’)的优化像素点An’合成优化影像，并将该优化影像输出至显示器14上显示，或者将该优化影像存储在存储器12 中。该优化影像与标准影像b相似，从而达到消除外界光源变化导致影像摄取设备2拍摄待测物件3造成干扰的影像优化效果。
权利要求
1.一种拍摄影像优化系统，安装并运行于计算机中，该计算机连接有影像摄取设备，其特征在于，所述的拍摄影像优化系统包括影像获取模块，用于通过影像摄取设备摄取待测物件的拍摄影像，并从计算机的存储器中获取待测物件的标准影像；影像计算模块，用于根据拍摄影像的分辨率和像素RGB计算该拍摄影像RGB通道的 IAED，根据标准影像的分辨率和像素RGB计算该标准影像RGB通道的IAED，以及计算拍摄影像与标准影像的RGB通道的IAED平均差值，其中IAED表示影像平均能量密度；影像转换模块，用于根据计算的拍摄影像与标准影像RGB通道的IAED平均差值将拍摄影像中每一个像素点转换为优化像素点；影像产生模块，用于根据所有优化像素点合成一幅优化影像，并将该优化影像输出至计算机的显示器上进行显示。
2.如权利要求1所述的拍摄影像优化系统，其特征在于，所述IAED是指分辨率为NXN 影像中每一个像素的平均能量密度，其按照公式IAED = (R+G+B)/N/N来计算得到。
3.如权利要求1所述的拍摄影像优化系统，其特征在于，所述RGB通道的IAED平均差值包括拍摄影像与标准影像R通道的IAED平均差值D_R、G通道的IAED平均差值D_G以及 B通道的IAED平均差值D_B。
4.如权利要求3所述的拍摄影像优化系统，其特征在于，所述平均差值D_R等于拍摄影像R通道的IAED值减去标准影像R通道的IAED值，平均差值D_G等于拍摄影像G通道的 IAED值减去标准影像G通道的IAED值，以及平均差值D_B等于拍摄影像B通道的IAED值减去标准影像B通道的IAED值。
5.如权利要求3所述的拍摄影像优化系统，其特征在于，所述拍摄影像中每一个像素点的像素值(R，G，B)分别转换成像素值为(R’，G’，B’ )的优化像素点，其中R’等于R减去 D_R, G’等于G减去D_G，及B’等于B减去D_B。
6.一种拍摄影像优化方法，利用计算机对待测物件所拍摄的影像进行优化处理，该计算机连接有影像摄取设备，其特征在于，该方法包括步骤通过影像摄取设备摄取待测物件的拍摄影像，并从计算机的存储器中获取待测物件的标准影像；根据拍摄影像的分辨率和像素RGB计算该拍摄影像的RGB通道的IAED值，其中IAED 表示影像平均能量密度；根据标准影像的分辨率和像素RGB计算该标准影像的RGB通道的IAED值；计算拍摄影像与标准影像RGB通道的IAED平均差值；根据计算的拍摄影像与标准影像RGB通道的IAED平均差值将拍摄影像中每一个像素点转换为优化像素点；根据所有优化像素点合成一幅优化影像，并将该优化影像输出至计算机的显示器上进行显不。
7.如权利要求6所述的拍摄影像优化方法，其特征在于，所述IAED是指分辨率为NXN 影像中每一个像素的平均能量密度，其按照公式IAED = (R+G+B)/N/N来计算得到。
8.如权利要求6所述的拍摄影像优化方法，其特征在于，所述RGB通道的IAED平均差值包括拍摄影像与标准影像R通道的IAED平均差值D_R、G通道的IAED平均差值D_G以及B通道的IAED平均差值D_B。
9.如权利要求8所述的拍摄影像优化方法，其特征在于，所述平均差值D_R等于拍摄影像R通道的IAED值减去标准影像R通道的IAED值，平均差值D_G等于拍摄影像G通道的 IAED值减去标准影像G通道的IAED值，以及平均差值D_B等于拍摄影像B通道的IAED值减去标准影像B通道的IAED值。
10.如权利要求9所述的拍摄影像优化方法，其特征在于，所述的将拍摄影像中每一个像素点转换为优化像素点的步骤包括为拍摄影像的每一个像素点An建立像素索引njndex，其中η为拍摄影像的像素点个数，并令像素索引η Jndex= 1 ；将每一个像素点An的像素值(R，G，B)分别转换为像素值为(R’，G’，B’)的优化像素点An’，其中=R’等于R减去D_R，G’等于G减去D_G，及B’等于B减去D_B ； 判断像素索引njndex值是否小于η ；当像素索引njndex值小于η时，则将像素索引njndex值做njndex = n_Index+l 运算并重复上述转换和判断步骤。
全文摘要
一种拍摄影像优化系统及方法，利用计算机对待测物件所拍摄的影像进行优化处理，该计算机连接有影像摄取设备。该方法包括步骤通过影像摄取设备摄取待测物件的拍摄影像，并从存储器中获取待测物件的标准影像；根据拍摄影像的分辨率和像素RGB计算该拍摄影像的RGB通道的IAED值，其中IAED表示影像平均能量密度；根据标准影像的分辨率和像素RGB计算该标准影像的RGB通道的IAED值；计算拍摄影像与标准影像RGB通道的IAED平均差值；根据拍摄影像与标准影像RGB通道的IAED平均差值将拍摄影像中每一个像素点转换为优化像素点；根据所有优化像素点合成一幅优化影像，并将该优化影像输出至显示器上显示。
文档编号G06T5/00GK102479382SQ20101055522
公开日2012年5月30日 申请日期2010年11月23日 优先权日2010年11月23日
发明者王光建 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司