[发明专利]一种基于图像金字塔结构的光缆检测图像增强方法

说明书

本发明公开了一种基于图像金字塔结构的光缆检测图像增强方法，所述方法包括如下步骤：首先构建引导滤波图像金字塔，然后根据引导滤波金字塔构建拉普拉斯金字塔，接着对拉普拉斯金字塔进行分层双边滤波，最终将滤波后的金字塔图像反向叠加回原图像。本方法很好的解决了在光缆图像采集过程中由光照度不均匀带来的光缆图像噪声，同时增强光缆的暗部细节，并且计算更为简单，在保证光缆图像的预处理效果的同时，也可以保证图像预处理的实时性。本发明的算法对图像细节增强具有通用性，算法性能优越，计算简单，适用于各种实时性要求高的机器视觉系统。

技术领域

本发明涉及一种基于图像金字塔结构的光缆检测图像增强方法，属于图像处理技术领域。

背景技术

随着时代的发展，人们对通信的速度要求越来越高，随着各大运营商实施光纤到户战略，光缆的发展速度也随之加快。据统计，在2016年，我国光缆需求就达到了2.4亿公里，占据全球总需量的57％。光缆表面作为光缆的重要组成部分之一，其质量的检测一直是光缆生产商关注的重点。

对于光缆外观缺陷的检测，国内生产企业一般是靠人工观察，其缺点是：1检测速率低；2光缆的生产速度最大可达5米每秒，且光缆需要360度进行检测。3根据企业调研得知，一批光缆的生产完成需要机器连续运作5至10天，人工无法负担如此强度的工作。有人提出用基于计算机的机器视觉系统来解决光缆表面缺陷检测，这确实是一个可行的办法，但是并不是最好的。据企业调研得知，就目前的光缆生产速度而言，想要达到实时检测光缆这一要求，每秒钟需处理300幅可见光图像，普通计算机无法达到这一速度，且连续长时间的高负荷计算，普通计算机无法保持稳定的工作状态。

基于机器视觉的系统，高质量的图像是提高系统品质的关键环节。想要准确无误的识别出光缆的瑕疵，必需获取高质量的光缆图像。但是在光缆的制造和生产过程中，工业相机不可避免的被外界因素与自身性能的干扰，造成采集的光缆图像可能会干扰后续系统对瑕疵的分析处理。所以，我们有必要对光缆原始图像进行预处理。

光缆图像的不清晰是由于光源性能问题致使光缆表面光照度不均匀；其次是光缆图像表面暗部的细节不明显，容易造成误判。基于光照度不均匀，常用的图像预处理算法有基于灰度变换的直方图均衡法、基于频域变换的同态滤波法以及基于高斯滤波的Retinex法。但是针对以上几种算法，无论从效果，还是实时性方面，都没有达到光缆缺陷检测系统的要求，所以设计了一个新的图像细节增强算法来抑制由光照度不均匀带来的图像噪声，同时增强光缆的暗部细节是十分有必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于图像金字塔结构的光缆检测图像增强方法，以解决现有技术中导致的上述多项缺陷或缺陷之一。

一种基于图像金字塔结构的光缆检测图像增强方法，所述方法包括如下步骤：

构建引导滤波图像金字塔G₁,G₂,G₃,G₄；

构建拉普拉斯图像金字塔LP₁,LP₂,LP₃；

对拉普拉斯图像金字塔进行双边滤波LP′₁,LP′₂,LP′₃；

将滤波后的金字塔图像反向叠加回原图像。

优选的，所述引导滤波图像金字塔构建包括如下步骤：

将光缆原始图像作为引导滤波金字塔的第一层G₁；

将引导滤波金字塔的第一层经过引导滤波，然后对图像进行下采样，即删除图像矩阵偶数行与列，得到第二层的引导滤波金字塔图像G₂；

将引导滤波金字塔的第二层经过引导滤波，然后对图像进行下采样，得到第三层的引导滤波金字塔图像G₃；