CN105043722A - 一种反射镜反射率的测量方法 - Google Patents

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翁翔宇
朱齐丹
夏桂华
汪鹏飞
王立辉
吕晓龙
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Abstract

本发明属于机器视觉领域，具体涉及一种反射镜反射率的测量方法。本发明包括：图像采集；图像预处理；去除噪声干扰；自适应分割；计算反射率。本发明结构简单，测量快速，使用方便，成本低，应用图像去除噪声的方法减少了环境干扰，应用自适应阀值分割求取待测部分平均值使得测量值精准。

Description

一种反射镜反射率的测量方法
技术领域
本发明属于机器视觉领域，具体涉及一种反射镜反射率的测量方法。
背景技术
反射率测量方法可以分为直接测量法和相对测量法。直接测量法，例如光腔衰荡技术，如文献“李斌成，龚元.光腔衰荡高反射测量技术综述[J].激光与光电子进展，2010,47(2)：27—37.”所述：通过测量单指数衰减信号并拟合得到衰荡时间，进而计算达到腔镜或待测镜的反射率。存在技术成本高，测量精度受限于光束质量和摸拍效应，实验装置复杂，控制复杂等缺陷。
视觉图像由于具有信息承载量大、便于理解、容易存储与处理等优点，已经成为人类社会最主要的信息传播载体。机器视觉是一门模拟人类视觉感知过程，研究使用计算机进行图像处理以代替人眼及大脑对景物环境进行感知、解释和理解的学科。机器视觉中，折反射全景成像把水平360°视场范围内的物体景像反射到摄像机中进行成像，使摄像机一次拍摄即可获取远大于普通摄像机视野的景物图像，在众多领域具有广泛的应用价值。纵观国内外，折反射全景成像技术已成为计算机视觉领域的研究热点之一。
发明内容
本发明的目的在于提供一种减少环境干扰的反射镜反射率的测量方法。
本发明的目的是这样实现的：
一种反射镜反射率的测量方法，包括如下步骤：
(1)图像采集：
应用红外全景视觉***，使用科学级别红外相机拍摄全方位成像反光镜，直接获取全景***周围带有恒温热源的360度视角红外景物图像；
(2)图像预处理：
采集到得到红外全景图像交由带有图像处理软件的计算机进行图像预处理得到灰度图；
(3)去除噪声干扰：
根据步骤(2)所得的灰度图，应用高斯滤波进行图像降噪处理，去除环境干扰；
(4)自适应分割：
应用自适应阀值分割对步骤(3)得到的图像进行图像分割，得到恒温热源图像部分。
(5)计算反射率：
用图像软件求取步骤(4)分割得到的恒温热源图像的灰度平均值，得到的平均值与已知反射率反射镜拍摄计算得到的平均值对比计算得到待测反射镜的反射率。
所述步骤(1)中图像采集中的红外全景视觉***，包括：支架、可变焦科学级别红外相机、全方位成像反光镜、恒温热源和一个带有红外图像处理程序的***计算机；全方位成像反光镜为双曲面反光镜，经环形透红外锗玻璃支撑筒支撑在支架底座上，在全方位成像反光镜下方环形透红外锗玻璃支撑筒内的支架底座上，设置有可变焦科学级红外相机,***计算机与科学级别红外相机相连，恒温热源为可以设定温度值并恒温发热的热源，放置于红外全景视觉***视场内。
所述步骤(4)的自适应分割包含：
(1)用方框选区工具拖动鼠标选出选区，所选方框区域包含恒温热源，保存为图像A；
(2)应用自适应阀制分割法对图像A进行图像分割，得到黑白二值图像，其中恒温热源为白色，环境部分为黑色，保存为图像B；
(3)以图像B为蒙版，与图像A进行“与”操作，去除环境部分，分割出图像A中带有原始灰度值的恒温热源部分。
所述步骤(5)计算反射率包含：
(1)求取第四步得到的带有原始灰度值的恒温热源部分的平均灰度值，记为a1；
(2)与使用已知反射率为γ0的反射镜拍摄测得的恒温热源部分的平均灰度值a0进行比较计算，得到待测反射镜反射率为
本发明的有益效果是：结构简单，测量快速，使用方便，成本低，应用图像去除噪声的方法减少了环境干扰，应用自适应阀值分割求取待测部分平均值使得测量值精准。
附图说明
图1为本发明一种反射镜反射率测量方法的处理过程框图。
图2为本发明中自适应阀值分割提取恒温热源的过程框图。
图3为本发明使用的红外全景视觉***。
图4为本发明的光路示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
本发明公开了一种反射镜反射率的测量方法，包括图像采集、图像预处理、去除噪声干扰、自适应分割、计算反射率等步骤。采用机器视觉和图像处理的方案进行反射镜反光镜测量，应用红外全景***对恒温热源进行拍摄，采集到的图像由图像处理计算机进行预处理得到灰度图后进行高斯滤波去噪处理降低环境干扰，应用自适应阀值分割提取恒温热源部分，计算提取到的恒温热源灰度平均值并与已知反光率的反射镜拍摄测量得到的恒温热源灰度平均值进行对比计算得到待测反射镜反光率。本发明的有益效果是：结构简单，测量快速，使用方便，成本低，应用图像处理过程中去除噪声的方法减少了环境干扰，应用图像处理过程中自适应阀值分割求取待测部分平均值使得测量值精准。
正如上述背景技术所述，反射镜反射率测量方法中的直接测量法存在种种缺点，而相对测量方法在方法和程序上比直接测量法简单，本发明应用机器视觉，用红外全景视觉***将整个反光镜全部包含在图像中进行拍摄，再运用视觉图像处理等手段实现了一种相对测量法对反射镜反射率进行测量。
本发明实现发明目的采用的技术方案是：采用机器视觉和图像处理的方法，实现了一种反射镜反射率的相对测量法，应用红外全景***对恒温热源进行拍摄，折返射全景***可以将整个反射镜全部包含到图像中，采集到的图像由图像处理计算机进行预处理得到灰度图后进行高斯滤波去噪处理降低环境干扰，应用自适应阀值分割提取恒温热源部分，具体步骤为：1，用方框选区工具拖动鼠标选出选区，所选方框区域包含恒温热源，保存为图像A。2，应用大津自适应阀制分割法对图像A进行图像分割，得到黑白二值图像，其中恒温热源为白色，环境部分为黑色，保存为图像B。3，以图像B为蒙版，与图像A进行“与”操作，去除环境部分，分割出图像A中带有原始灰度值的恒温热源部分。计算反光率，具体步骤为：1，求取第四步得到的带有原始灰度值的恒温热源部分的平均灰度值，记为a1。2，与使用已知反射率为γ0的反射镜拍摄测得的恒温热源部分的平均灰度值a0进行比较计算，得到待测反射镜反射率为
第一步：使用图3所示的红外全景视觉***进行图像采集。其中全方位成像反光镜[1]为待测反射率的表面镀膜双曲面反光镜，经环形透红外锗玻璃支撑筒[2]支撑在支架底座[3]上，在全方位成像反光镜[1]下方环形透红外锗玻璃支撑筒[2]内的支架底座[3]上，设置有可变焦科学级红外相机[4],***计算机[5]与科学级别红外相机[4]相连，恒温热源[6]为可以设定温度值并恒温发热的热源，放置于红外全景视觉***视场内。
第二步，图像预处理：
第一步采集到得到红外全景图像交由带有图像处理软件的计算机进行图像预处理得到灰度图。
第三步，去除噪声干扰：
根据第二步所得的灰度图，应用高斯滤波进行图像降噪处理，去除环境干扰。
第四步，自适应分割：
应用大津自适应阀值分割对第三步得到的图像进行图像分割，得到恒温热源图像部分。具体包含以下步骤。
(1)用方框选区工具拖动鼠标选出选区，所选方框区域包含恒温热源，保存为图像A。
(2)应用大津自适应阀制分割法对图像A进行图像分割，得到黑白二值图像，其中恒温热源为白色，环境部分为黑色，保存为图像B。
(3)以图像B为蒙版，与图像A进行“与”操作，去除环境部分，分割出图像A中带有原始灰度值的恒温热源部分。
第五步，计算反射率：
用图像软件求取第四步分割得到的恒温热源图像的灰度平均值。得到的平均值与已知反射率反射镜拍摄计算得到的平均值对比计算得到待测反射镜的反射率。具体包含以下步骤。
(1)求取第四步得到的带有原始灰度值的恒温热源部分的平均灰度值，记为a1，a1＝189.41。
(2)与使用已知反射率为γ0＝98.63％的反射镜拍摄测得的恒温热源部分的平均灰度值a0＝193.26进行比较计算，得到待测反射镜反射率为

Claims (4)

1.一种反射镜反射率的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)图像采集：
应用红外全景视觉***，使用科学级别红外相机拍摄全方位成像反光镜，直接获取全景***周围带有恒温热源的360度视角红外景物图像；
(2)图像预处理：
采集到得到红外全景图像交由带有图像处理软件的计算机进行图像预处理得到灰度图；
(3)去除噪声干扰：
根据步骤(2)所得的灰度图，应用高斯滤波进行图像降噪处理，去除环境干扰；
(4)自适应分割：
应用自适应阀值分割对步骤(3)得到的图像进行图像分割，得到恒温热源图像部分。
(5)计算反射率：
用图像软件求取步骤(4)分割得到的恒温热源图像的灰度平均值，得到的平均值与已知反射率反射镜拍摄计算得到的平均值对比计算得到待测反射镜的反射率。
2.根据权利要求1所述的一种反射镜反射率的测量方法，其特征在于：所述步骤(1)中图像采集中的红外全景视觉***，包括：支架、可变焦科学级别红外相机、全方位成像反光镜、恒温热源和一个带有红外图像处理程序的***计算机；全方位成像反光镜为双曲面反光镜，经环形透红外锗玻璃支撑筒支撑在支架底座上，在全方位成像反光镜下方环形透红外锗玻璃支撑筒内的支架底座上，设置有可变焦科学级红外相机,***计算机与科学级别红外相机相连，恒温热源为可以设定温度值并恒温发热的热源，放置于红外全景视觉***视场内。
3.根据权利要求1所述的一种反射镜反射率的测量方法，其特征在于：所述步骤(4)的自适应分割包含：
(1)用方框选区工具拖动鼠标选出选区，所选方框区域包含恒温热源，保存为图像A；
(2)应用自适应阀制分割法对图像A进行图像分割，得到黑白二值图像，其中恒温热源为白色，环境部分为黑色，保存为图像B；
(3)以图像B为蒙版，与图像A进行“与”操作，去除环境部分，分割出图像A中带有原始灰度值的恒温热源部分。
4.根据权利要求1所述的一种反射镜反射率的测量方法，其特征在于：所述步骤(5)计算反射率包含：
(1)求取第四步得到的带有原始灰度值的恒温热源部分的平均灰度值，记为a1；
(2)与使用已知反射率为γ0的反射镜拍摄测得的恒温热源部分的平均灰度值a0进行比较计算，得到待测反射镜反射率为
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