CN116188297A - 一种图像亮度均衡化方法及其系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种图像亮度均衡化方法及其系统，首先采用均值模板对图像进行均值下采样，然后利用插值法将下采样图像放大为原始图像大小获得亮度估计图像。然后把原始图像各个像素上的灰度除亮度估计图像上对应的像素灰度值，就得到过程图像，对过程图像进行最大最小值的归一化，就得到的亮度均衡的图像结果。本发明可以有效解决图像采集过程中，因为照度不均匀造成的亮度失衡问题，同时不改变现有硬件设置，仅通过软件即可实现，成本低，效果好。
Description
技术领域
本发明涉及图像识别领域，具体地说涉及一种图像亮度均衡化方法及其系统。
背景技术
随着图像识别技术的发展，以及硬件性能的大幅度提升，越来越多的图像识别技术应用于各类领域中，尤其是条码识别技术，已经广泛应用于仓储物理，零售医疗等行业。但是，条码的载体材质有很多种，不同的材质会有不同的成像特性，特别在工业应用场景，现有技术的通用扫描设备在获取图像时很容易产生过曝的情况，如图1所示，严重影响了条码设备的读码需求。
通用扫码设备获取的图像的中心亮，周围暗的情况十分普遍。如图2所示，该图像的中心区域的灰度值比周围一圈高一倍。此种问题，就会导致位于图像四角的条码识别性能远低于位于图像中心的条码。大幅缩水了条码识读设备的视场角和应用范围。造成这种问题的原因有二：一，这是由于曲面镜头的透射率问题，造成图像传感器的感光元件受光不均匀；二，是设备采用点光源进行照明补光，点光源容易造成照度不均匀，造成获取的图像的中心亮，周围暗的情况。
目前，进行图像亮度矫正的方法，首先会在照明设计等硬件上进行改善。比如利用矩阵式的LED光源等，但此方案成本高，不适合通用条码识读设备。也有利用图像传感器自带的ISP进行矫正的，此方法受限于零部件供应商，且功能有限。另外也有利用FPGA，DSP实现矫正的，但此类方案开发成本高，开发周期长。
发明内容
为此，本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，解决条码行业识读设备因为条码打印材质或设备本身硬件局限照成的成像亮度不均匀问题，提供一种图像亮度均衡化方法及其系统。
为解决上述技术问题，本发明的所采用的技术方案：
技术方案一
一种图像亮度均衡化方法，包括以下步骤：
S1：获取目标原始图像；
S2：采用均值模板对原始图像进行间隔N像素的均值下采样；
S3：将S2步骤获得的下采样图像的图像尺寸通过插值放大为原始图像尺寸，记此图像为亮度估计图像；
S4：将所述原始图像各像素的灰度值除以所述亮度图像上对应位置的像素灰度值，获得过程图像；
S5：对所述过程图像进行最大值和最小值归一化，获得亮度均衡图像。
所述S2步骤中，均值模板为Y*Y，Y的取值大于等于3，且为奇数。
所述S3步骤中，插值放大的方法为双线性插值法。
技术方案二
一种图像亮度均衡化系统，包括处理器，寄存器，补光灯组，图像传感器等组件，其特征在于所述组件执行以下步骤：
S1：获取目标原始图像；
S2：采用均值模板对原始图像进行间隔N像素的均值下采样；
S3：将S2步骤获得的下采样图像的图像尺寸通过插值放大为原始图像尺寸，记此图像为亮度估计图像；
S4：将所述原始图像各像素的灰度值除以所述亮度图像上对应位置的像素灰度值，获得过程图像；
S5：对所述过程图像进行最大值和最小值归一化，获得亮度均衡图像。
所述S2步骤中，均值模板为Y*Y，Y的取值大于等于3，且为奇数。
所述S3步骤中，插值放大的方法为双线性插值法。
本发明在不改变现有硬件设置的条件下，采用软件方法实现图像亮度均衡化，成本低，成效快，效果好。
附图说明
图1为现有技术的反光材质造成的局部过曝示意图；
图2为现有技术的白色纸质背景成像灰度不均示意图；
图3为本发明的一个实施例的一种图像亮度均衡化方法的流程图；
图4为本发明的一个实施例的原始图像；
图5为本发明的一个实施例的亮度估计图像；
图6为本发明的一个实施例的过程图像；
图7为本发明的一个实施例的亮度均衡图像。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例来对本发明进行详细的说明。
实施例1
如图3所示，一种图像亮度均衡化方法，包括以下步骤：
S1：获取目标原始图像，如图4所示。
S2：采用均值模板对原始图像进行间隔N像素的均值下采样；所述S2步骤中，均值模板为Y*Y，Y的取值大于等于3，且为奇数。在本实施例中，Y的取值为3。
S3：将S2步骤获得的下采样图像的图像尺寸通过插值放大为原始图像尺寸，记此图像为亮度估计图像，如图5所示。
所述S3步骤中，插值放大的方法为双线性插值法。
S4：将所述原始图像各像素的灰度值除以所述亮度图像上对应位置的像素灰度值，获得过程图像，如图6所示。
S5：对所述过程图像进行最大值和最小值归一化，获得亮度均衡图像，如图7所示。
本发明的一种图像亮度均衡化方法及其系统，在不改变现有硬件设置的条件下，采用软件方法实现图像亮度均衡化，成本低，成效快，效果好。
实施例2
一种图像亮度均衡化系统，包括处理器，寄存器，补光灯组，图像传感器等组件，其特征在于所述组件执行以下步骤：
S1：获取目标原始图像；
S2：采用均值模板对原始图像进行间隔N像素的均值下采样；
S3：将S2步骤获得的下采样图像的图像尺寸通过插值放大为原始图像尺寸，记此图像为亮度估计图像；
S4：将所述原始图像各像素的灰度值除以所述亮度图像上对应位置的像素灰度值，获得过程图像；
S5：对所述过程图像进行最大值和最小值归一化，获得亮度均衡图像。
所述S2步骤中，均值模板为Y*Y，Y的取值大于等于3，且为奇数。
所述S3步骤中，插值放大的方法为双线性插值法。
在不改变现有硬件设置的条件下，采用软件方法实现图像亮度均衡化，成本低，成效快，效果好。
以上的实施例只是在于说明而不是限制本发明，故凡依本发明专利申请范围所述的方法所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。
Claims (6)
1.一种图像亮度均衡化方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：获取目标原始图像；
S2：采用均值模板对原始图像进行间隔N像素的均值下采样；
S3：将S2步骤获得的下采样图像的图像尺寸通过插值放大为原始图像尺寸，记此图像为亮度估计图像；
S4：将所述原始图像各像素的灰度值除以所述亮度图像上对应位置的像素灰度值，获得过程图像；
S5：对所述过程图像进行最大值和最小值归一化，获得亮度均衡图像。
2.根据权利要求1所述的一种图像亮度均衡化方法，其特征在于：所述S2步骤中，均值模板为Y*Y，Y的取值大于等于3，且为奇数。
3.根据权利要求2所述的一种图像亮度均衡化方法，其特征在于：所述S3步骤中，插值放大的方法为双线性插值法。
4.一种图像亮度均衡化方法系统，包括处理器，寄存器，补光灯组，图像传感器等组件，其特征在于所述组件执行以下步骤：
S1：获取目标原始图像；
S2：采用均值模板对原始图像进行间隔N像素的均值下采样；
S3：将S2步骤获得的下采样图像的图像尺寸通过插值放大为原始图像尺寸，记此图像为亮度估计图像；
S4：将所述原始图像各像素的灰度值除以所述亮度图像上对应位置的像素灰度值，获得过程图像；
S5：对所述过程图像进行最大值和最小值归一化，获得亮度均衡图像。
5.根据权利要求4所述的一种图像亮度均衡化系统，其特征在于：所述S2步骤中，均值模板为Y*Y，Y的取值大于等于3，且为奇数。
6.根据权利要求5所述的一种图像亮度均衡化系统，其特征在于：所述S3步骤中，插值放大的方法为双线性插值法。
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| CN202211671040.XA CN116188297A (zh) | 2022-12-26 | 2022-12-26 | 一种图像亮度均衡化方法及其系统 |
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