基于偏振光成像技術(shù)的檢測(cè)方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于偏振光成像技術(shù)的檢測(cè)方法及檢測(cè)裝置。本發(fā)明專利技術(shù)將偏振光成像和強(qiáng)度成像原理相結(jié)合，將多源圖像進(jìn)行融合，利用偏振圖像信息和強(qiáng)度圖像信息中互補(bǔ)信息生成一幅增強(qiáng)的融合圖像，融合圖像的細(xì)節(jié)要比偏振圖像和強(qiáng)度圖像中任何一幅都突出，形成一幅增強(qiáng)的汲取了多源圖像的新圖像，融合圖像中目標(biāo)區(qū)別特征的對(duì)比度遠(yuǎn)高于強(qiáng)度圖像中目標(biāo)區(qū)別特征的對(duì)比，從而獲得單一圖像無(wú)法獲取的相關(guān)場(chǎng)景的描述，克服單一圖像所存在的局限性，提高待檢測(cè)物的檢測(cè)效率，增強(qiáng)了檢測(cè)效率的準(zhǔn)確性。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種圖像處理
，尤其涉及一種基于偏振光成像技術(shù)的檢測(cè)方 法。
技術(shù)介紹
無(wú)損檢測(cè)技術(shù)即非破壞性檢測(cè)，利用待檢測(cè)物的聲、光、磁和電等特性，在不破壞 待檢測(cè)物原來(lái)的狀態(tài)、化學(xué)性質(zhì)等前提下，為獲取與待檢測(cè)物品質(zhì)有關(guān)的內(nèi)容、性質(zhì)或成分 等物理、化學(xué)情報(bào)所采用的檢查方法，現(xiàn)有的應(yīng)用于工業(yè)檢測(cè)的無(wú)損檢測(cè)方法主要有機(jī)械 式接觸檢測(cè)方法和光電式非接觸檢測(cè)方法。其中機(jī)械式接觸檢測(cè)方法通過(guò)儀器的觸針于被 測(cè)表面的滑移進(jìn)行測(cè)量，該種方法需要觸針在待檢測(cè)物的表面進(jìn)行全面接觸，因而檢測(cè)速 度慢，且容易劃傷待檢測(cè)物表面，造成二次劃痕，光電式非接觸檢測(cè)方法是目前廣泛使用的 方法，可通過(guò)分析被測(cè)物體的二維圖像特征，可實(shí)現(xiàn)快速、非接觸檢測(cè)。現(xiàn)有的非接觸檢測(cè) 方法主要采用光強(qiáng)度成像檢測(cè)和偏振光成像檢測(cè)，光強(qiáng)度成像檢測(cè)是通過(guò)一光源照射待檢 測(cè)物，獲取待檢測(cè)物表面的輻射強(qiáng)度信息，并根據(jù)該輻射強(qiáng)度信息結(jié)合圖像處理算法檢測(cè) 圖像中待檢測(cè)物的瑕疵。由于待檢測(cè)物表面瑕疵特征（如劃痕，表面不均勻，平滑度低等） 通常較隱蔽，不易在強(qiáng)度成像系統(tǒng)中呈現(xiàn)，這就為后期圖像處理帶來(lái)較大壓力，不僅會(huì)增加 算法復(fù)雜程度，同樣會(huì)降低系統(tǒng)的檢測(cè)效率。偏振光成像檢測(cè)是通過(guò)獲取不同偏振方向的 目標(biāo)反射光得到目標(biāo)偏振信息，通過(guò)對(duì)目標(biāo)偏振信息進(jìn)行解析得到目標(biāo)偏振參量信息，如 偏振度、偏振角等，根據(jù)目標(biāo)偏振參量信息進(jìn)行反演計(jì)算獲取目標(biāo)重構(gòu)圖形，目標(biāo)重構(gòu)圖像 包括幾何形狀、表面粗糙度、紋理、導(dǎo)電率等理化特性的偏振信息，但是目標(biāo)重構(gòu)圖像的表 面及背景在某些偏振參量與原始圖像上存在一定差別，相比強(qiáng)度圖像，偏振參量圖像可讀 性不佳，需要后期解譯。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了更好的利用偏振特征檢測(cè)待檢測(cè)物表面瑕疵，提高檢測(cè)效率，本專利技術(shù)提供一 種，通過(guò)強(qiáng)度成像技術(shù)結(jié)合偏振光成像技術(shù)，在強(qiáng)度圖像 基礎(chǔ)上利用偏振特征對(duì)待檢測(cè)物表面瑕疵的進(jìn)行增強(qiáng)，提高檢測(cè)效率及檢測(cè)準(zhǔn)確性。 一種，應(yīng)用于待檢測(cè)物表面瑕疵檢測(cè)，其中，包括 如下步驟， 步驟S1、于三個(gè)預(yù)定角度通過(guò)一光強(qiáng)度成像裝置獲取所述待檢測(cè)物表面的光強(qiáng)度 參量； 步驟S2、于三個(gè)所述預(yù)定角度通過(guò)一偏振光成像檢測(cè)系統(tǒng)獲取所述待檢測(cè)物表面 圖像，形成三個(gè)光強(qiáng)度不同的所述表面圖像輸出； 步驟S3、一計(jì)算單元根據(jù)三個(gè)光強(qiáng)度不同的所述表面圖像結(jié)合所述光強(qiáng)度參量獲 取Stokes參量和偏振度參量P; 步驟S4、將所述表面圖像分成若干個(gè)小圖像，根據(jù)所述Stokes參量和偏振度參量 P計(jì)算每個(gè)所述小圖像的平均能量值， 步驟S5、選取平均能量值最高的所述小圖像為待融合圖像； 步驟S6、對(duì)所述待融合圖像的光強(qiáng)度參量I和偏振度參量P進(jìn)行小波分解，分別獲 取所述待融合圖像的光強(qiáng)度參量I的低頻系數(shù)、光強(qiáng)度參量I的高頻系數(shù)、偏振度參量P的 低頻系數(shù)、偏振度參量P的高頻系數(shù)； 步驟S7、根據(jù)所述光強(qiáng)度參量I的低頻系數(shù)、光強(qiáng)度參量I的高頻系數(shù)、偏振度參 量P的低頻系數(shù)、偏振度參量P的高頻系數(shù)獲取待融合的低頻系數(shù)、待融合的高頻系數(shù)， 步驟S8、根據(jù)所述待融合的高頻系數(shù)和所述待融合的低頻系數(shù)進(jìn)行圖像重構(gòu)，獲 取融合圖像； 步驟S9、對(duì)融合圖像進(jìn)行瑕疵檢測(cè)。 上述的，其中，三個(gè)預(yù)定角度分別定義為a1、 a2、a3 ;三個(gè)光強(qiáng)度參量分別形成IQ(al)、IQ(a2)、IQ(a3)，IQ(a1)為a1偏振方向獲 取的所述待檢測(cè)物表面的光強(qiáng)度參量，I〇(a2)為a2偏振方向獲取的所述待檢測(cè)物表面的 光強(qiáng)度參量，I〇(a3)為a3偏振方向獲取的所述待檢測(cè)物表面的光強(qiáng)度參量。 上述的，其中，于所述步驟S3中，其中，所述 Stokes參量的計(jì)算公式為： 其中，I為光強(qiáng)度參量，Q為第一偏振參量，U為第二偏振參量，V為圓偏振參量，由 于在自然光中V較小，取值為零； 所述偏振度參量P的計(jì)算公式為： 其中，P為偏振度參量。 上述的，其中，于所述步驟S4中， 其中所述平均能量值的計(jì)算公式為： 其中：E為平均能量值，M為每個(gè)所述小圖像的長(zhǎng)度，N為每個(gè)所述小圖像的寬度，x 為每個(gè)所述小圖像于橫坐標(biāo)方向的圖像分解坐標(biāo)點(diǎn)，y為每個(gè)所述小圖像于縱坐標(biāo)方向的 圖像分解坐標(biāo)點(diǎn)。 上述的，其中，于所述步驟S6中，還具體包括， 步驟S61、對(duì)所述待融合圖像的光強(qiáng)度參量I和偏振度參量P進(jìn)行小波分解，分解 層數(shù)為1 ; 步驟S62、獲取所述待融合圖像的光強(qiáng)度參量I的低頻系數(shù)（IJ，光強(qiáng)度參量I的 高頻系數(shù)（Im、Im、IHH)， 步驟S63、獲取所述待融合圖像的所述偏振度參量P的低頻系數(shù)（Pj，所述偏振度 參量P的高頻系數(shù)（Pm、Pm、PHH)。 上述的，其中，于所述步驟S7中，具體包括如下 步驟， 步驟S71、根據(jù)所述光強(qiáng)度參量I的低頻系數(shù)（IJ與所述偏振度參量P的低頻系 數(shù)（PJ獲取待融合低頻系數(shù)，所述待融合低頻系數(shù)的融合公式為： FLL=log(PLL) ?ILLn 其中，n是込的指數(shù)，取值范圍為0~1 ; 步驟S72、根據(jù)所述光強(qiáng)度參量I的高頻系數(shù)（1^Im、IHH)與所述偏振度參量P的 高頻系數(shù)（Pm、Pm、PHH)獲取待融合高頻系數(shù)Fh， 其中具體包括如下步驟， 步驟S721、定義光強(qiáng)度參量I的高頻系數(shù)（I^I^Ihh)為Im;S義偏振度參量P的 高頻系數(shù)（PM、Pm、PHH)為Pm; 步驟S722、建立光強(qiáng)度參量高頻系數(shù)Im與所述偏振度參量Pm的相關(guān)度系數(shù)Mu， MI;P的計(jì)算公式為： 其中，EHP為偏振度參量P的高頻系數(shù)能量值，Pm為偏振度參量P的高頻系數(shù)；EHI 為強(qiáng)度參數(shù)I的高頻系數(shù)能量值，Im為光強(qiáng)度參量I的高頻系數(shù)； 步驟S722、預(yù)設(shè)一相對(duì)度閾值S， 步驟S723、根據(jù)所述相對(duì)度閾值S計(jì)算待融合高頻系數(shù)Fh當(dāng)吣，!>< 8 時(shí)，F(xiàn)H=eHI ?IH+eHp ?PH， 其中eHp為偏振度參量P的加權(quán)系數(shù)，eHI為光強(qiáng)度參量I的加權(quán)系數(shù)。 上述的，其中，于所述步驟8中，其待融合圖像的 重構(gòu)方法是： 其中匕為待融合圖像數(shù)據(jù)，H: H: G；Gi是氏、氏、4、6。的共軛轉(zhuǎn)置矩陣， Fm為第1層垂直方向高頻圖像、Fm為第1層水平方向高頻圖像、Fhh為第1層對(duì)角方向高頻 圖像。 上述的，其中，所述預(yù)定角度分別定義為a1為 0°,a2 為 60°,a3 為 120°〇 上述的，其中，于所述步驟6中，所述小波分解為 Mailat小波變換算法。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是： 本專利技術(shù)將偏振光成像和強(qiáng)度成像原理相結(jié)合，將多源圖像（偏振光成像獲取的圖 像與強(qiáng)度成像獲取的圖像）進(jìn)行融合，利用偏振圖像信息和強(qiáng)度圖像信息中互補(bǔ)信息生成 一幅增強(qiáng)的融合圖像，融合圖像的細(xì)節(jié)要比偏振圖像和強(qiáng)度圖像中任何一幅都突出，形成 一幅增強(qiáng)的汲取了多源圖像的新圖像，融合圖像中目標(biāo)區(qū)別特征的對(duì)比度遠(yuǎn)高于強(qiáng)度圖像 中目標(biāo)區(qū)別特征的對(duì)比，從而獲得單一圖像無(wú)法獲取的相關(guān)場(chǎng)景的描述，克服單一圖像所 存在的局限性，提高待檢測(cè)物的檢測(cè)效率，增強(qiáng)了檢測(cè)效率的準(zhǔn)確性。【附圖說(shuō)明】 圖1為一種流程示意圖。【具體實(shí)施方式】 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3 本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種基于偏振光成像技術(shù)的檢測(cè)方法，應(yīng)用于待檢測(cè)物表面瑕疵檢測(cè)，其特征在于，包括如下步驟，步驟S1、于三個(gè)預(yù)定角度通過(guò)一光強(qiáng)度成像裝置獲取所述待檢測(cè)物表面的光強(qiáng)度參量；步驟S2、于三個(gè)所述預(yù)定角度通過(guò)一偏振光成像檢測(cè)系統(tǒng)獲取所述待檢測(cè)物表面圖像，形成三個(gè)光強(qiáng)度不同的所述表面圖像輸出；步驟S3、一計(jì)算單元根據(jù)三個(gè)光強(qiáng)度不同的所述表面圖像結(jié)合所述光強(qiáng)度參量獲取Stokes參量和偏振度參量P；步驟S4、將所述表面圖像分成若干個(gè)小圖像，根據(jù)所述Stokes參量和偏振度參量P計(jì)算每個(gè)所述小圖像的平均能量值，步驟S5、選取平均能量值最高的所述小圖像為待融合圖像；步驟S6、對(duì)所述待融合圖像的光強(qiáng)度參量I和偏振度參量P進(jìn)行小波分解，分別獲取所述待融合圖像的光強(qiáng)度參量I的低頻系數(shù)、光強(qiáng)度參量I的高頻系數(shù)、偏振度參量P的低頻系數(shù)、偏振度參量P的高頻系數(shù)；步驟S7、根據(jù)所述光強(qiáng)度參量I的低頻系數(shù)、光強(qiáng)度參量I的高頻系數(shù)、偏振度參量P的低頻系數(shù)、偏振度參量P的高頻系數(shù)獲取待融合的低頻系數(shù)、待融合的高頻系數(shù)，步驟S8、根據(jù)所述待融合的高頻系數(shù)和所述待融合的低頻系數(shù)進(jìn)行圖像重構(gòu)，獲取融合圖像；步驟S9、對(duì)融合圖像進(jìn)行瑕疵檢測(cè)。...

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉曉，王赟，王勇，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：上海一雅實(shí)業(yè)有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：上海;31