[发明专利]一种工业相机暗角校正方法

说明书

本申请公开了一种工业相机暗角校正方法，包括：步骤1，根据设定的最小栅格宽度和标定图像中像素点的像素灰度值，依次确定标定图像的关键行和关键列，根据关键行和关键列组成栅格；步骤2，根据预设邻域半轴长L、标定图像的行数和列数，确定栅格中各个栅格点的邻域范围，并计算栅格中相关点组在邻域范围内的邻域均值，其中，相关点组包括四个相邻的栅格点；步骤3，根据邻域均值，计算待校正图像中各像素点对应的暗角校正系数，并根据暗角校正系数对待校正图像进行暗角校正。通过本申请中的技术方案，针对暗角特征设计合适的校正系数，以修正图像边缘的暗角失真，提高图像质量，并减少工业相机硬件资源的占用，提高图像校正效率。

技术领域

本申请涉及图像处理的技术领域，具体而言，涉及一种工业相机暗角校正方法。

背景技术

自动光学检测为工业自动化有效的检测方法，使用工业相机为平台的机器视觉作为检测标准技术，大量应用于印刷包装质量管控、PCB检测、快速成型等制造领域上。印刷包装质量管控为例,该系统通过工业相机和镜头对输出的印刷物表面进行图像信息采集，经过定位、识别和分类等图像处理，对印品的质量进行管控。

随着自动光学检测的适用行业范围越来越广,对采集的图像质量要求也越来越高。采集的图像中，由于光学系统结构、性能等原因，会存在拍摄均匀明场图像灰度值由中心向四周逐渐降低的“暗角”的现象，“暗角”是一种拍摄图像亮度不均匀的特征，表现为图像四角亮度平缓降低的渐变效果，其成因是镜头边缘的光线与相机光轴夹角较大，造成失光。

暗角现象随着相机传感器靶面的增加越发明显。暗角现象所导致图像的非均匀性导致处于图像边缘处的目标特征产生失真，增加了后期图像处理的难度，同时也增加了缺陷的误检和漏检，对系统鲁棒性带来负面印象影响。

而现有技术中对暗角现象进行校正的过程中，通常存在运算数据量大、资源占用率高、适用范围较小等问题，增加了工业相机的生产成本，同时，也存在抗干扰性差、影响工业相机输出图像质量的现象。

如专利CN108111777A中介绍的一种相机暗角校正系统，通过计算多张图像计算均值图像，再利用均值图像逐像素计算各点的灰度倒数作为每一个点的乘系数，对后续图像进行修正。这种暗角校正方法能对暗角导致的非均匀性进行一定的校正。但也存在明显的不足：1、这种校正方法要求校正系数数据量与图像分辨率一致，校正系数数据量较大，同时其数据类型为浮点型数据，增加了FPGA等硬件的存储需求。2、这种校正方法需要FPGA进行浮点乘法运算，极大的占用了计算资源，影响相机其他功能的实现。3、这种校正方法中各像素的乘系数未考虑空间域的噪声，对于相机坏点或标点面中微小干扰异常敏感，从而影响后续图像质量。

再如专利CN107172323A中介绍的一种相机暗角校正系数计算方法，该方法通过计算标定图像的梯度和散度来表征图像暗角程度，通过求解数学模型计算各像素的校正系数。该方法能对图像暗角进行一定的校正，但也存在几处不足：1、该方法采用的模型需要指定模型中心的图像坐标，当暗角特征的中心与模型中心存在误差时，计算出的校正系数与实际情况不符，降低暗角校正的稳定性和可靠性；2、该方法提到的模型采用径向展开，对于非中心对称的暗角特征无法合理校正，适用范围受到限定；3、该方法的模型解析计算复杂度较高，难以在相机硬件中部署，只能在计算机终端完成校正，不能实现校正的离线部署。

发明内容

本申请的目的在于：针对暗角特征设计合适的校正系数，以修正图像边缘的暗角失真，提高图像质量，并减少工业相机硬件资源的占用，提高图像校正效率。

本申请的技术方案是：提供了一种工业相机暗角校正方法，该方法包括：步骤1，根据设定的最小栅格宽度和标定图像中像素点的像素灰度值，依次确定标定图像的关键行和关键列，根据关键行和关键列组成栅格；步骤2，根据预设邻域半轴长L、标定图像的行数和列数，确定栅格中各个栅格点的邻域范围，并计算栅格中相关点组在邻域范围内的邻域均值，其中，相关点组包括四个相邻的栅格点；步骤3，根据邻域均值，计算待校正图像中各像素点对应的暗角校正系数，并根据暗角校正系数对待校正图像进行暗角校正。