一种高动态图像模糊检测及验证装置的制作方法

本发明属于计算机视觉测量技术领域，涉及一种高动态图像模糊检测及验证装置。

背景技术：

视觉测量方法因具有空间任意轨迹下非接触高精测量的能力，逐渐被各行各业广泛应用，例如航空航天、船舶工程及汽车制造等工业领域。为提高图像匹配精确性，控制特征点检测误差，实现大型工件三维特征测量，需要使用标记点表征图像定位信息，其中通过测量含有唯一信息的编码标记点，来快速准确地匹配圆形特征点，是获取特征点定位信息的有效手段。而在高速动态检测条件下，图像会产生运动模糊现象，直接影响特征点定位信息的提取精度，因此对图像的去模糊处理极为关键。现有方法及适配装置均基于拍摄图像进行运动图像去模糊，只能从间接角度对图像模糊程度进行评价及验证图像去模糊效果。

目前对于高速动态条件下图像模糊检测及验证装置研究相对较少，华中科技大学肖力、岳东等发明的专利号为cn103440624b的“一种基于运动检测的图像去模糊方法及装置”，该装置结合发明方法由惯性导航器件获取相机的运动参数，根据运动参数估计运动轨迹并运用多视几何学求解模糊核，最后滤波解算出清晰图像，该装置能直接检测图像的运动模糊，但不能验证并评价图像去模糊效果。长沙市英迈瑞孚智能技术有限公司张旭峰、刘万明等发明的专利号为cn104794696b的“一种图像去运动模糊方法及装置”，该方法利用发明装置对图像进行边缘检测，提取运动目标对于运动方向与垂直运动方向的的边缘信息，基于运动信息提取运动目标区域并进行去模糊处理，并将处理后的运动目标区域与原始图像中非运动目标区域合并，生成去模糊整体图像。该装置结构结合发明方法仅需六个模块就能完成图像去模糊处理，但只能间接评价图像模糊程度，不能验证图像去模糊效果。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题为克服现有技术的缺陷，发明了一种高动态图像模糊检测及验证装置，解决了图像模糊直接检测及高动态图像去模糊效果验证的难题。该装置由测量基准及复合式光源组成，复合式光源中心部位为频闪光源，周围部分为常亮光源，测量基准中的光刻玻璃基板在其对应部位分别光刻有编码标记点及圆形特征点，其中编码标记点搭配频闪光源能有效抑制图像模糊，在图像中为清晰部分，圆形特征点搭配常亮光源在图像中为模糊部分，依据模糊部分图像进行能直接检测并计算图像模糊，将去模糊处理的图像与清晰图像比较可实现对图像去模糊效果验证及定性评价。该装置结合现有图像处理方法解决了高动态条件下的图像模糊检测及验证，结构简单，集成性好，适用价值高。

本发明采用的技术方案是一种高动态图像模糊检测及验证装置，其特征是，该装置采用复合式光源结构和含有编码标记点与圆形特征点组成的测量基准构成；

所述测量基准由光刻玻璃基板1，玻璃盖板2，基板固定螺钉3和整体连接螺钉4构成；其中，光刻玻璃基板1上表面的中间部位光刻有9个编码标记点1a，用于获取图像中的清晰部分；周围分布有114个圆形特征点1b，用于提取图像中的模糊部分；光刻玻璃基板1安装在玻璃盖板2的内腔中；玻璃盖板2为方框型盖板，在每个边角加工有两个通孔，共八个通孔；在玻璃盖板2下表面加工有四个沉头螺纹孔，基板固定螺钉3通过沉头螺纹孔将光刻玻璃基板1和玻璃盖板2固定；

所述复合式光源结构由平面常亮光源和频闪光源组成；灯座7上表面装有led灯，与蒙板6对应的中间部位无led灯，灯座7与led灯构成平面常亮光源；灯座7中部加工有凹槽，频闪光源8安装在灯座7的凹槽和蒙板6中间的通孔中，灯座7中间部位有四个螺纹孔，通过光源固定螺钉9将频闪光源8固定在灯座7的凹槽中；

机壳5上端与下端分别为阶梯结构，蒙板6安装在机壳5的上端阶梯结构中，机壳5上面四边框上加工有八个定位螺纹孔，机壳5下端阶梯结构安装在灯座7上；灯座7底部加工有4个通孔，使用底板连接螺钉10穿过灯座7底部的通孔，将灯座7与机壳5连接固定；

用整体连接螺钉4将玻璃盖板2与复合式光源中的机壳5紧固，完成整体测量装置的装配。

本发明的有益效果是该装置采用复合式光源结构，结合含有编码标记点与圆形特征点的测量基准。编码标记点搭配频闪光源能有效抑制图像模糊，在图像中为清晰部分；圆形特征点搭配常亮光源在图像中为模糊部分，依据模糊部分图像进行能直接检测并计算图像模糊，将去模糊处理的图像与清晰图像比较可实现对图像去模糊效果验证及定性评价。可在单帧图像中同时采集到被测目标的清晰特征与模糊特征，具备运动模糊检测与验证一体化功能，可实现高动态条件下的图像模糊定性评价，具备良好集成性与适用性，结构简单，操作方便。

附图说明

图1为一种高动态图像模糊检测及验证装置结构图，图2为图1整体装置的a-a剖视图，图3为图2的b-b剖视图，图4为图2的c向视图。

其中，1-光刻玻璃基板，1a-编码标记点，1b-圆形特征点，2-玻璃盖板，3-基板固定螺钉，4-整体连接螺钉，5-机壳，6-蒙板，7-灯座，8-频闪光源，9-光源固定螺钉，10-底板连接螺钉，11-led灯。

具体实施方式

以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施方式。

一种高动态图像模糊检测及验证装置如附图1、2、3、4所示，该装置由测量基准及复合式光源组成。其中，频闪光源8为定制光源，型号为flat106d-w-bd-24v，灯座7与其上表面的led灯11为定制结构，测量基准中的光刻玻璃基板1外形尺寸为110mm×110mm×3mm。

首先安装测量装置：将光刻玻璃基板1放入玻璃盖板2上端的内腔中，并使用四个基板固定螺钉3通过沉头螺纹孔将其固定，至此测量基准部分安装完毕；

安装复合式光源，将蒙板6放置于机壳5的上端阶梯结构中，并使用上述测量基准将蒙板6压紧，使用连接螺栓4穿过玻璃盖板2的通孔，并旋紧固定于机壳5的上表面上。再将频闪光源8放入灯座7无led灯的中间凹槽部位，使用四个光源固定螺钉9将频闪光源8固定。再将该部分安装至机壳5的下端阶梯结构中，使用底板连接螺钉10连接固定，从而完成整体测量装置的装配。

利用本发明装置对高动态条件下的图像模糊进行检测和验证：首先安装测量基准与复合式光源，并将其固联于被测目标，本实施例中被测目标为实验室的数控机床工作台。然后控制该测量装置分别于不同参数下进行高速运动并采集图像，之后依据所采集的图像检测运动模糊并进行图像去模糊，最后分别提取图像中的清晰部分与去模糊处理后的模糊部分进行对比来验证图像去模糊效果。

用本发明的测量装置进行运动图像模糊的检测与验证时，首先，利用张氏标定法结合高精度棋盘格标定板进行相机标定，然后将上述测量装置安装于数控机床工作台，开动机床带动该测量装置分别于1m/min，3m/min，5m/min及7m/min的高速运动条件下按设定好的轨迹运动。

光刻玻璃基板1上的编码标记点与圆形特征点如图1所示，其表征数控机床工作台的运动信息。其中，周围的114个圆形特征点1b作用为提取图像模糊部分进行求解计算，中心部位的9个编码标记点1a作用为提取图像清晰部分进行对比验证。

在装置运动过程中，同时控制相机采集测量装置的运动序列图像，由于编码标记点搭配频闪光源根据相机参数进行调节，能有效抑制图像模糊，在图像中为清晰部分，因此可将其视为理论无模糊清晰图像，而圆形特征点搭配常亮光源由于相机曝光时间等因素影响，会产生运动模糊，因此在图像中为模糊部分，依据模糊部分图像进行能直接检测并计算图像模糊，即通过分析单帧图像中圆形特征点的位置信息来求解运动模糊的模糊方向及模糊尺度，以此完成模糊核的求解，再结合已有的图像复原算法利用模糊核反复迭代，即可得到去模糊处理后的图像特征，同理遍历每一帧图像就能完成序列图像去模糊，最后提取序列图像中编码标记点所代表的理论清晰图像与去模糊处理后的图像进行对比，就能实现高动态条件下的图像模糊检测及验证。

本发明的特点是具备运动模糊检测与验证一体化功能，将复合式光源结构与含有编码标记点与圆形特征点的测量基准结合至一体，可在单帧图像中同时采集到被测目标的清晰特征与模糊特征，能实现高动态条件下的图像模糊定性验证与评价，集成性与适用性良好，结构简单灵活，操作高效便捷。