哈尔滨理工大学孙明晓获国家专利权
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龙图腾网获悉哈尔滨理工大学申请的专利一种盾构机内不均匀光照下的刀盘图像检测校正方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN118279210B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-12发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202410380926.1,技术领域涉及:G06T5/94;该发明授权一种盾构机内不均匀光照下的刀盘图像检测校正方法是由孙明晓;张意龙;栾添添;张允曦;赵强;连厚鑫;杨子祯;周子淇设计研发完成,并于2024-03-31向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种盾构机内不均匀光照下的刀盘图像检测校正方法在说明书摘要公布了:本发明涉及一种盾构机内不均匀光照下的刀盘图像检测校正方法。所述方法包括:首先,输入低照度下的光照不均匀图像,将图像从RGB转换到HSV空间,使用小尺度的高斯卷积核对提取的光照分量进行连续卷积操作,得到场景的光照分量分布情况;其次,结合局部对比度和梯度大小确定每个像素位置的伽马值,根据图像的局部特征动态调整伽马值,将校正后的图像从HSV转换到RGB空间;最后,对图像进行加权自适应直方图均衡化算法,进行引导滤波得到增强并输出图像。本方法在盾构机内部昏暗空间下的光照不均匀区域刀盘图像矫正效果显著,提高了局部对比度,兼顾刀盘图像的全局特性和局部细节信息,抑制噪声影响,使得刀盘图像增强结果更加清晰和准确。
本发明授权一种盾构机内不均匀光照下的刀盘图像检测校正方法在权利要求书中公布了:1.一种适用于盾构机内不均匀光照下的刀盘图像校正方法,包括如下步骤: S1:输入图像,提取场景光照分量; S1.1:将原始图像转换到HSV色彩空间,并提取亮度通道作为场景的光照分量; S1.2:使用一个小尺度的高斯卷积核对提取的光照分量进行连续卷积操作, 借助小尺度高斯卷积核,得到场景的光照分量分布情况; S2:对连续卷积后的光照分量图像,计算局部对比度和梯度信息; S2.1:通过将Sobel算子与图像进行卷积来计算水平方向和垂直方向上的梯度响应,将水平方向和垂直方向上的梯度响应进行组合,计算每个像素位置的梯度大小: 式中:Gx,y是每个像素位置的梯度大小,Gxx,y和Gyx,y分别是水平方向和垂直方向上Sobel算子元素值; S2.2:对原始光照分量图像I连续卷积后的光照分量图像Ic应用高斯模糊,以平滑图像并减少噪声的影响,在位置x,y处用高斯模糊表示: 式中:Ibx,y是在位置x,y处经过高斯模糊后的像素值,k是高斯核的半径,σ是高斯核的标准差,Icx+i,y+j表示连续卷积后的光照分量图像Ic在位置x+i,y+j处的像素值,表示高斯核的权重; S2.3:对于每个像素位置x,y,计算其周围区域n×n的正方形区域R内像素值的标准差作为局部对比度的估计: 式中:Cx,y是局部对比度,μ是R区域内像素值的平均值,Ibx+i,y+j是图像中位置x+i,y+j处的像素值; S2.4:结合局部对比度和梯度大小,确定每个像素位置伽马值,公式如下: r=α×Cx,y+β×Gx,y5 式中:Ix,y是输入图像,I′x,y是矫正后图像,r是用于亮度增强的指数值,Cx,y是局部对比度,Gx,y是每个像素位置的梯度大小,α和β是调整系数,用于平衡局部对比度和梯度大小的影响; S2.5:亮度完成矫正后,将其转换回RGB空间; S3:将图片进行加权自适应直方图均衡化操作; S3.1:梯度信息计算权重wx,y: wx,y=ec·Gx,y6 式中:Gx,y是每个像素位置的梯度大小,c是一个常数,用于控制梯度大小对权重的影响程度; S3.2:分割图像,将原始图像分割成局部区域; S3.3:进行局部直方图均衡化,对于局部区域内的每个像素值i,计算在该区域内像素值为i的像素数量,构成局部区域的灰度直方图Hi; S3.4:计算其累积分布函数CDFi,表示在该局部区域内像素值小于等于i的像素数量之和; S3.5:对于局部区域内的每个像素x,y,将其原始灰度值Ix,y映射到均衡化后的灰度值Iex,y,均衡化后的灰度值公式如下: 式中:CDFIx,y表示原始灰度值Ix,y在局部区域内的累积分布函数CDF上的值,N是局部区域内的总像素数量,L是像素的灰度级数,是归一化因子,用于确保均衡化后的灰度值范围正确; S3.6:对于每个像素位置x,y,将其经过局部直方图均衡化后的灰度值Iex,y与对应的权重wx,y进行加权; Ifx,y=wx,y×Iex,y8 式中:Iex,y是经过局部直方图均衡化后的灰度值,wx,y是对应的权重; S3.7:对图像进行引导滤波得到增强图像; S3.8:输出增强后的图像。
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