[发明专利]基于人工智能和视觉感知的光源参数调节方法

权利要求书

1.一种基于人工智能和视觉感知的光源参数调节方法，其特征在于，包括：

对采集的水体图像进行图像目标特征提取，获取水体图像中的高亮区域和阴影区域；

获取水体图像中阴影区域的面积，获取阴影区域在水体图像中的位置中心坐标和该中心坐标与光源坐标的夹角，利用阴影区域的深浅程度来调节夹角的变换，获取多光源初始调节角度，在进行调节时采用的方法如下：对阴影区域的深浅程度进行统计，基于阴影区域深浅程度的均方差对阴影区域分为不同层次；根据阴影区域相同层次的密集程度和深浅程度的极大值区域位置来确定光源的初始调节角度；当相同层次的区域较为集中时，光源直射角度应与集中区域保持一致；当相同层次的区域较为松散时，光源直射角度应与所有阴影区域的中点区域保持一致；

对水体图像中的光亮区域进行划分，获取光亮区域的间隔帧图像，当水体浑浊度达到阈值间隔帧图像中出现高亮条纹时，根据所述高亮条纹的面积变化量及所述高亮条纹的边缘夹角变化量，在多光源初始调节角度基础上通过约束条件确定光源调节的优化角度，约束条件为：

和

其中表示初始的第个阴影区域的面积，表示当前第个阴影区域的面积，表示初始第个高亮条纹的面积，表示当前第个高亮条纹的面积，表示初始第个高亮条纹的边缘夹角，为当前第个高亮条纹的边缘夹角，为偏执系数，为第一约束条件，为第二约束条件；

按照优化后的角度对多光源进行调节，采集经过优化后的水体图像，获取该水体图像高亮区域的间隔帧图像，通过该获取的间隔帧图像对水体中得气泡进行检测。

2.根据权利要求1所述的一种基于人工智能和视觉感知的光源参数调节方法，其特征在于,

所述的水体图像为RGB图像，在对水体RGB图像采集后对该水体RGB图像进行预处理，获取图像当前帧图像的亮度分布，得到水体图像中的高亮区域和阴影区域。

3.根据权利要求2所述的一种基于人工智能和视觉感知的光源参数调节方法，其特征在于，所述水体RGB图像预处理的方法是：对水体RGB图像的通道像素进行补偿，然后将通过像素补偿后的水体RGB图像进行HSI颜色空间转换，完成水体RGB图像得预处理。

4.根据权利要求3所述的一种基于人工智能和视觉感知的光源参数调节方法，其特征在于，所述获取图像当前帧图像的亮度分布的方法如下：

经过水体RGB图像得预处理后获得的图像亮度值为：

通过亮度对像素点进行聚类，利用亮度相似性来度量相邻像素点之间的亮度差异；所述亮度相似性的表达式为：

式中：表示第个像素点的亮度值，当相似度时，该像素点为边缘区域像素点，所述是设定的相似度阈值；

对每个像素点与周围8邻域的相邻像素点进行相似性度量，通过相似性阈值得到亮度分布区域边缘；根据亮度分布区域的平均亮度，将亮度分布区域分为高亮区域和阴影区域；所述平均亮度的表达式为：

式中：表示第个区域内的平均亮度，表示像素点的个数。

5.根据权利要求1所述的一种基于人工智能和视觉感知的光源参数调节方法，其特征在于，

所述获取水体图像中阴影区域面积的表达式为：

阴影深浅程度表达式为：

式中：表示不同阴影区域的像素点,表示像素点坐标，表示像素点个数，表示不同阴影区域的亮度均值，。

6.根据权利要求1所述的一种基于人工智能和视觉感知的光源参数调节方法，其特征在于，所述方法还包括：

在对多光源角度进行调节的过程中，通过先验得到所述水体中气泡上浮高度，利用光流法获取上述气泡上浮速度，并通过所述气泡的上浮高度和上浮速度进行轨迹拟合，当所述气泡轨迹被完全覆盖时，通过多帧叠加来保证被覆盖区域的气泡特征保留。

7.根据权利要求6所述的一种基于人工智能和视觉感知的光源参数调节方法，其特征在于，在气泡特征提取的过程中，根据所述气泡和背景的灰度值差值，对光源强度进行调节，其中灰度值为RGB图像二值化为Gray图像时的像素值。