技术特征：
1.一种工业相机的增益值和曝光值自动调节方法，其特征在于，从图像质量评价参数中选取三组评价参数，分别记为第一评价指标、第二评价指标和第三评价指标；单组评价参数为单个评价参数或多个评价参数组合后形成的综合评价参数；预先设置曝光值调节区间、增益值调节区间；将曝光/增益中的任意一个，记为参数a，另一参数记为参数b；在参数a的调节区间内任选一数值，作为参数a的初始值；通过以下步骤，调节工业相机增益值和曝光值：步骤一、参数a的数值固定，参数b的数值按照预设的步长、从调节区间内中的最小值开始逐步增加，每次增加，工业相机均在同一位置采集被测物图像，并进行图像处理，利用第一评价指标判断图像质量；对比不同参数b条件下所采集到图像的质量，将质量最佳的图像所对应的参数b的数值，记为上限值；将参数b的调节区间最小值与上限值之间的参数b数值及相应的图像存储到预备集合；利用第二评价指标判断预备集合中的各个图像的质量，查找质量最佳的图像所对应的参数b数值，将该数值与参数a的数值存储为一组备选参数；步骤二、在参数a的调节区间内另选一个数值，赋值到参数a，再次执行步骤一，直到遍历完参数a调节区间内的所有数值，得出的多组备选参数；步骤三、利用第三评价指标判断各个备选参数对应图像的质量，将质量最佳的图像所对应的一组备选参数，记为最佳参数，利用最佳参数设置分别设置工业相机增益值和曝光值，完成工业相机自动调节。2.如权利要求1所述工业相机的增益值和曝光值自动调节方法，其特征在于：图像质量评价参数包括图像对比度、前景灰度变化量、图像灰度方差、边缘梯度一致性、图像信息熵、边缘梯度均值、边缘长度和边缘平滑程度。3.如权利要求1所述工业相机的增益值和曝光值自动调节方法，其特征在于：所述第一评价指标为图像对比度或者前景灰度变化量；所述第二评价指标、第三评价指标分别为边缘平滑程度、边缘梯度一致性、图像信息熵、边缘梯度均值、边缘长度和图像灰度方差中的一个或多个；当第二评价指标和/或第三评价指标中包含多个评价参数时，将各个评价参数的图像处理结果乘以各自对应的比例系数，再将乘积累加求和，组合形成综合评价参数。4.如权利要求1所述工业相机的增益值和曝光值自动调节方法，其特征在于：所述第一评价指标为图像对比度或者前景灰度变化量；所述第二评价指标为边缘平滑程度和边缘梯度一致性中的一个或多个；所述第三评价指标为图像信息熵、边缘梯度均值、边缘长度和图像灰度方差中的一个或多个；或者：所述第一评价指标为图像对比度或者前景灰度变化量；所述第二评价指标为图像信息熵、边缘梯度均值、边缘长度和中的一个或多个图像灰度方差；所述第三评价指标为边缘平滑程度和边缘梯度一致性中的一个或多个；当第二评价指标和/或第三评价指标中包含多个评价参数时，将各个评价参数的图像
处理结果乘以各自对应的比例系数，再将乘积累加求和，组合形成综合评价参数。5.如权利要求1或2所述工业相机的增益值和曝光值自动调节方法，其特征在于：根据评价参数的不同，判断图像质量的方式为以下任一情形：情形一：将图像对比度作为评价参数，利用图像对比度判断图像质量的方式如下：对图像进行分割，得出前景区域和背景区域；分别计算前景区域与背景区域的平均灰度，作差，将差值作为图像对比度；或者，从前景区域和背景区域中分别随机取样n个子区域，计算各个子区域的灰度均值；将从前景区域取样的子区域和从背景区域中取样的子区域，两两计算灰度均值的差值；取各个差值的平均值作为图像对比度；图像对比度的数值越大，图像质量越好；情形二：将前景灰度变化量作为评价参数，利用前景灰度变化量判断图像质量的方式如下：对图像进行分割，得出前景区域和背景区域；计算前景区域的平均灰度，若该图像为首张图像则将前景灰度变化量记为0，否则，将该图像前景区域的平均灰度与前一幅图像前景区域的平均灰度作差，将差值记为前景灰度变化量；前景灰度变化量的数值越大，图像质量越好；情形三：将边缘平滑程度作为评价参数，利用边缘平滑程度判断图像质量的方式如下：对图像进行边缘提取；利用边缘点拟合线条，计算各个边缘点到拟合线条的距离，将各个距离值取均值作为边缘平滑程度的评价值，其数值越大，图像质量越好；情形四：将边缘梯度一致性作为评价参数，利用边缘梯度一致性判断图像质量的方式如下：对图像进行边缘提取，对每个边缘点均进行以下判断：获取当前边缘点及其邻域范围内的多个邻域点的梯度方向，将出现频次最多的梯度方向记为主方向，若当前边缘点的梯度方向与主方向一致，则保留该边缘点；统计被保留的边缘点个数，将其与边缘点总数的比值，记为边缘梯度一致性，其数值越大，图像质量越好；情形五：将图像信息熵作为评价参数，利用图像信息熵判断图像质量的方式如下：计算图像信息熵，将熵值作为图像质量的评价值，其数值越大，图像质量越好；情形六：将边缘梯度均值作为评价参数，利用边缘梯度均值判断图像质量的方式如下：对图像进行边缘提取；计算边缘线上各个像素点的梯度均值，将其作为图像质量的评价值；所述梯度为水平梯度、垂直梯度、特定方向梯度；梯度均值越大，图像质量越好；情形七：将边缘长度作为评价参数，利用边缘长度判断图像质量的方式如下：对图像进行边缘提取；计算边缘线长度，将长度值累加取均值，作为边缘长度；边缘长度值越大，图像质量越好；
情形八：将图像灰度方差作为评价参数，利用图像灰度方差判断图像质量的方式如下：计算图像中每个像素点的灰度值减去图像平均灰度值的平方和、再除以总的像素点个数，得到灰度方差；灰度方差的数值越大，图像质量越好。6.如权利要求1或2所述工业相机的增益值和曝光值自动调节方法，其特征在于：调节曝光值预设的步长取值为50～200、增益值预设的步长取值为1～10。7.如权利要求1或2所述工业相机的增益值和曝光值自动调节方法，其特征在于：预先设置曝光值调节区间、增益值调节区间的方式为：将曝光值、增益值的额定调节区间设置为调节区间；或者，根据经验值分别从曝光值、增益值的额定调节区间中选择出局部区间，设置为调节区间。8.如权利要求1或2所述工业相机的增益值和曝光值自动调节方法，其特征在于：利用以下方式判断工业相机参数是否需要进行自动调节：获取工业相机正常工作过程中所采集的一帧或多帧图像；利用所述第一评价指标、第二评价指标和第三评价指标中的一个或者多个判断图像的质量；当图像质量满足预设要求时，维持当前工业相机参数，否则，对工业相机进行步骤一～步骤三，自动调节工业相机参数。9.如权利要求8所述工业相机的增益值和曝光值自动调节方法，其特征在于：当判断图像质量的评价参数有多个时，将各个评价参数的图像处理结果先进行归一化处理，再乘以各自对应的比例系数，将乘积累加求和，组合形成综合评价参数作为图像质量分数，判断图像质量分数是否大于阈值，若是，则维持当前工业相机参数，否则，对工业相机进行步骤一～步骤三，自动调节工业相机参数。
技术总结
本发明提供一种工业相机的增益值和曝光值自动调节方法，将曝光/增益中的任意一个记为参数A，另一参数记为参数B；参数A的数值固定，参数B的数值调整，工业相机采图，并利用第一评价指标判断图像质量；对比不同参数B条件下所采集到图像的质量，筛选预备集合；利用第二评价指标查找预备集合中质量最佳的图像，获得一组备选参数；遍历参数A调节区间内的所有数值，得出的多组备选参数；利用第三评价指标查找质量最佳的图像，获取最佳参数，完成工业相机自动调节。本方法设计了工业相机参数筛选策略，经过三个层次的筛选，获得最佳的曝光和增益数值，调节后的工业相机，采集图像的对比度高、清晰度好，稳定性高。稳定性高。稳定性高。
技术研发人员：郭寅 郭磊 尹仕斌 邝丽娜
受保护的技术使用者：易思维（杭州）科技有限公司
技术研发日：2022.11.04
技术公布日：2023/2/23