一种彩色图像边缘伪彩消除方法与流程

1.本发明涉及伪彩校正技术领域，特别涉及一种彩色图像边缘伪彩消除方法。


背景技术：

2.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。
3.对于医疗、服饰和印刷等对色彩较高要求的行业,对数视觉部件的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，彩色相机在拍摄“黑白”过度的边缘特征时，在边缘处会出现“蓝-黄”或“红-青”的伪彩现象。例如印刷品种的文字，或服饰上的黑白纹理等。这种伪彩会一方面对于图像的直观感受失真，另一方面对于边缘定位产生误差，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。
4.在公开号cn113870146a中介绍了这样一种基于相机光路模型的伪彩校正系统。首先使用需要的相机和镜头拍摄标定物，再利得到的标定图像和标定物自身计算合适的方程，接着利用所得方程对每一和像素位置计算当前像素的偏移量。最后利用偏移量在图像中极性插值，将插值所得灰度值，作为校正后的数据输出，从而消除/减缓伪彩。该方案的优势是通过物理模型计算光路的偏差，其校正效果符合真实感官，标定完成后，可在相机硬件中完成校正过程，实时性好。但不足，一方面，标定效果取决去校正方程和真实物理模型的相似程度，即该方程的设计难度较大；另一方面每一次标定的结果只能针对特定的相机和镜头的组合，否则需要重新标定，且对于已经存在伪彩的图像来说无法做到脱离相机进行校正。


技术实现要素：

5.本发明提供一种彩色图像边缘伪彩消除方法，其特征在于，所述彩色图像边缘伪彩消除方法包括以下步骤：
6.步骤1，确定设计参数，并将需要校正的图像转换到hsv空间，得到各通道图像h、s、v；
7.步骤2，对饱和度s通道进行灰度腐蚀运算腐蚀后的图像和饱和度差分图；
8.步骤3，饱和度差分图进行阈值分割，获取饱和校正区域；
9.步骤4，由需要校正的图像提取最小强度图；
10.步骤5，由最小强度图提取强度校正区域；
11.步骤6，由强度校正区域和饱和校正区域确定伪彩校正区域，并进行伪彩校正。
12.更进一步地，在步骤2中，所述饱和度差分图为：
13.sd＝s-se14.其中，sd表示饱和度差分图，s表示饱和度s通道图像，se表示腐蚀后图像se。
15.更进一步地，在步骤3中，利用饱和度阈值ts对饱和度差分图sd进行阈值分割，将大于ts的图像阈值作为饱和校正区域os。
16.更进一步地，在步骤4中，将需要校正的图像转换到rgb空间，并进一步得到r、g、b各通道图像；
17.利用robinson等边缘提取算子分别对r、g、b通道三个图像分别进行卷积的操作，得到各通道的边缘强度图ri,gi,bi；
18.根据ri,gi,bi，计算每一个对应像素的通道间最小值，其构成最小强度图i
min
，即：
19.i
min
＝min(ri,gi,bi)
20.其中，i
min
表示最小强度图，ri,gi,bi分别表示r、g、b各通道边缘强度图。
21.更进一步地，在步骤5中，对图像i
min
进行灰度腐蚀运算，得到最小强度图腐蚀后图像ie；
22.进一步求取强度差分图像id：
23.id＝i
min-ie24.i
min
表示最小强度图，ie表示最小强度图腐蚀后图像；
25.通过强度阈值ti对图像id进行阈值分割，将大于ti的图像阈值作为强度校正区域oi。
26.更进一步地，在步骤6中，选取强度校正区域oi和饱和校正区域os的交集作为伪彩校正区域oc；
27.计算区域oc的像素面积，如果面积为0，意味着当前图像中没有伪彩特征，不进行校正，否者进行伪彩校正；
28.生成与原图尺寸相同的单通道浮点图像，其各个像素坐标如果在校正区域oc中标记为1.0，否者，像素标记为0.0，生成标记图像mc；
29.同时采用均值滤波和对mc进行平滑处理，用于平滑标记的过度区域；
30.根据标记图像mc生成反标记图生成的原则是：
[0031][0032]
通过标记图像mc结合校正系数α，进行系数调整，得到修正后的标记图m
α
，公式如下：
[0033]mα
＝α
×
mc[0034]
计算校正后的饱和度图像sc，计算公式如下：
[0035][0036]
其中，表示反标记图，s表示饱和度s通道图像，m
α
表示修正后的标记图；
[0037]
根据校正后的饱和度图像sc、色调图像h和亮度图像v，转换到rgb空间，得到的rgb图像即为校正后的图像。
[0038]
本发明达到的有益效果是：
[0039]
本发明提供的伪彩消除方法可以减缓/去除彩色图像在拍摄“黑白”等高对比度边缘时产生的伪彩，提高彩色图像边缘质量，有利于后续的图像处理，也更符合眼观看直觉。
[0040]
本发明提供的伪彩消除方法利用图像自身像素特征进行校正，具有无需构建特定标定场景，不依赖相机镜头等优点。
[0041]
本发明提供的伪彩消除方法可以通过三个设置参数调整去除伪彩等程度，根据实际伪彩特征调整最佳效果。
[0042]
本发明提供的伪彩消除方法仅处理存在伪彩的区域，不会导致其他区域的颜色等发生变化。
附图说明
[0043]
图1是本发明实施例中一种彩色图像边缘伪彩消除方法的流程图；
[0044]
图2是本发明实施例中待校正的原始图像；
[0045]
图3是本发明实施例中伪彩校正后图像；
[0046]
图4是本发明实施例中基伪彩区域图；
[0047]
图5是本发明实施例中修正后标记图；
[0048]
图6是本发明实施例中反标记图。
具体实施方式
[0049]
下面结合附图对本发明的技术方案进行更详细的说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。
[0050]
如附图1所示，本发明提出了一种彩色图像边缘伪彩消除方法，包括如下步骤：
[0051]
步骤1，确定设计参数，并将需要校正的图像转换到hsv空间，得到各通道图像h、s、v；
[0052]
确定校正图像需要的参数，参数包括饱和度阈值ts，强度阈值ti，校正系数α；
[0053]
饱和度阈值用于筛选饱和度大于阈值区域进行校正；
[0054]
强度阈值用于筛选边缘“黑白”分量强度大于阈值区域进行校正；
[0055]
校正系数用于对边缘伪彩进行抑制，取值范围为[0,1]，设置越小对边缘伪彩的抑制程度越大。
[0056]
将如附图2所示的需要校正的图像转换到hsv空间(也可以采用任意亮度和色彩的空间都可以例如hsl、yuv等)，并进一步得到h、s、v各通道图像；
[0057]
步骤2，对饱和度s通道进行灰度腐蚀运算腐蚀后的图像和饱和度差分图；
[0058]
选取饱和度s通道进行灰度腐蚀运算，灰度腐蚀运算通过选取像素中心邻域内的最小灰度值来更新中心像素值，得到腐蚀后图像se；
[0059]
求取饱和度差分图sd：
[0060]
sd＝s-se[0061]
其中，s表示饱和度s通道图像，se表示腐蚀后图像se。
[0062]
步骤3，饱和度差分图进行阈值分割，获取饱和校正区域；
[0063]
利用饱和度阈值ts对饱和度差分图sd进行阈值分割，将大于ts的图像阈值作为饱和校正区域os[0064]
步骤4，由需要校正的图像提取最小强度图；
[0065]
将需要校正的图像转换到rgb空间，并进一步得到r、g、b各通道图像；
[0066]
利用robinson等边缘提取算子(也可以选用其他常见的边缘提取算子，例如sobel，frei等，通过实验测试robinson相对效果最好)，分别对r、g、b通道三个图像分别进行卷积的操作，得到各通道的边缘强度图ri,gi,bi；
[0067]
根据ri,gi,bi，计算每一个对应像素的通道间最小值，其构成最小强度图i
min
，即：
[0068]imin
＝min(ri,gi,bi)
[0069]
步骤5，由最小强度图提取强度校正区域；
[0070]
对图像i
min
进行灰度腐蚀运算，得到最小强度图腐蚀后图像ie；
[0071]
进一步求取强度差分图像id：
[0072]
id＝i
min-ie[0073]imin
表示最小强度图，ie表示最小强度图腐蚀后图像；
[0074]
通过强度阈值ti对图像id进行阈值分割，将大于ti的图像阈值作为强度校正区域oi。
[0075]
步骤6，由强度校正区域和饱和校正区域确定伪彩校正区域，并进行伪彩校正；
[0076]
如附图3所示，选取强度校正区域oi和饱和校正区域os的交集作为伪彩校正区域oc；
[0077]
计算区域oc的像素面积，如果面积为0，意味着当前图像中没有伪彩特征，不进行校正，否者进行伪彩校正。
[0078]
如附图4所示，对校正区域oc依据以下方式进行处理，生成标记图像mc；
[0079]
生成与原图尺寸相同的单通道浮点图像，其各个像素坐标如果在校正区域oc中标记为1.0，否者，像素标记为0.0，生成标记图像mc；
[0080]
同时采用均值滤波和对mc进行平滑处理，用于平滑标记的过度区域。
[0081]
如附图5所示，根据标记图像mc生成反标记图生成的原则是：
[0082][0083]
通过标记图像mc结合校正系数α，进行系数调整，得到修正后的标记图m
α
，公式如下：
[0084]mα
＝α
×
mc[0085]
计算校正后的饱和度图像sc，计算公式如下：
[0086][0087]
其中，表示反标记图，s表示饱和度s通道图像，m
α
表示修正后的标记图。
[0088]
如附图6所示，根据校正后的饱和度图像sc、色调图像h和亮度图像v，转换到rgb空间，得到的rgb图像即为校正后的图像。
[0089]
本发明不仅局限于上述具体实施方式，本领域一般技术人员根据实施例和附图公开内容，可以采用其它多种具体实施方式实施本发明，因此，凡是采用本发明的设计结构和思路，做一些简单的变换或更改的设计，都落入本发明保护的范围。