一種面向最佳質(zhì)量圖像快速掃描的自適應(yīng)控制方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于圖像處理領(lǐng)域，尤其涉及一種面向最佳質(zhì)量圖像快速掃描的自適應(yīng)控制方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前廣泛應(yīng)用的掃描圖像質(zhì)量控制系統(tǒng)的最大特點(diǎn)是檢測和控制復(fù)雜，效率低，有時需要通過操作人員觀察掃描圖像情況來判斷如何進(jìn)行掃描圖像質(zhì)量控制，隨機(jī)性很大。另外，控制掃描圖像質(zhì)量是典型的多變量、分布參數(shù)的非線性系統(tǒng)，掃描過程非常復(fù)雜，很難為其建立合適的數(shù)學(xué)模型。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種面向最佳質(zhì)量圖像快速掃描的自適應(yīng)控制方法及系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有掃描圖像質(zhì)量控制系統(tǒng)檢測和控制復(fù)雜、效率低，無法建立合適的數(shù)學(xué)模型的問題。
[0004]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種面向最佳質(zhì)量圖像快速掃描的自適應(yīng)控制方法，具體步驟包括:
[0005]步驟A，進(jìn)行交互界面參數(shù)設(shè)定，設(shè)置期望圖像質(zhì)量綜合評價指標(biāo)和閾值條件；
[0006]步驟B，根據(jù)所述期望圖像質(zhì)量綜合評價指標(biāo)影響計(jì)算掃描圖像質(zhì)量的因素參數(shù)；
[0007]步驟C，根據(jù)所述因素參數(shù)進(jìn)行圖像掃描得到掃描圖像，并對所述掃描圖像進(jìn)行預(yù)處理得到后掃描圖像；
[0008]步驟D，對所述后掃描圖像及其對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)圖像進(jìn)行計(jì)算得到圖像質(zhì)量綜合評價指標(biāo);
[0009]步驟E，對所述圖像質(zhì)量綜合評價指標(biāo)和所述期望圖像質(zhì)量綜合評價指標(biāo)進(jìn)行比較，得到最佳掃描因素參數(shù)；
[0010]步驟F，根據(jù)所述最佳掃描因素參數(shù)進(jìn)行圖像掃描。
[0011]進(jìn)一步地，所述因素參數(shù)包括掃描速度、CCD相機(jī)采樣頻率、光源照度、鏡頭光圈曝光量。
[0012]進(jìn)一步地，步驟D具體包括:
[0013]步驟D1，對所述后掃描圖像進(jìn)行無參考圖像質(zhì)量評價指標(biāo)計(jì)算，得到無參考圖像質(zhì)量評價指標(biāo)；
[0014]步驟D2，對所述后掃描圖像及其對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)圖像進(jìn)行圖像匹配，并得到參考圖像質(zhì)量評價指標(biāo)；
[0015]步驟D3，根據(jù)所述無參考圖像質(zhì)量評價指標(biāo)和所述參考圖像質(zhì)量評價指標(biāo)計(jì)算，得到圖像質(zhì)量綜合評價指標(biāo)。
[0016]進(jìn)一步地，步驟E具體包括:
[0017]步驟E1，對所述圖像質(zhì)量綜合評價指標(biāo)和所述期望圖像質(zhì)量綜合評價指標(biāo)進(jìn)行比較，若所述圖像質(zhì)量綜合評價指標(biāo)符合所述閾值條件，則以步驟B中的掃描圖像質(zhì)量因素影響參數(shù)為最佳掃描因素參數(shù)；
[0018]步驟E2，若所述圖像質(zhì)量綜合評價指標(biāo)不符合所述閾值條件，則修正所述掃描圖像質(zhì)量因素影響參數(shù)，并返回步驟C。
[0019]進(jìn)一步地，在步驟C中，所述掃描圖像需進(jìn)行預(yù)處理后得到后掃描圖像；所述預(yù)處理包括去噪、濾波和光照亮度灰度補(bǔ)償。
[0020]本發(fā)明還提供了一種面向最佳質(zhì)量圖像快速掃描的自適應(yīng)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括:
[0021]人機(jī)交互模塊，用于進(jìn)行交互界面參數(shù)設(shè)定，設(shè)置期望圖像質(zhì)量綜合評價指標(biāo)和閾值條件；
[0022]運(yùn)動控制模塊，用于控制工作臺及鏡頭移動；
[0023]掃描同步控制模塊，用于控制掃描速度及圖像采集頻率，使所述掃描速度和圖像米集頻率同步；
[0024]圖像采集模塊，用于控制線陣CCD相機(jī)進(jìn)行掃描圖像信息采集；
[0025]圖像預(yù)處理模塊，用于對所述掃描圖像進(jìn)行預(yù)處理，得到掃后掃描圖像；
[0026]圖像質(zhì)量綜合評價模塊，用于以期望圖像質(zhì)量綜合評價指標(biāo)的計(jì)算函數(shù)計(jì)算圖像質(zhì)量綜合評價指標(biāo)；
[0027]神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型控制模塊，用于對正交實(shí)驗(yàn)下獲得的各掃描圖像質(zhì)量因素影響參數(shù)下與對應(yīng)的圖像綜合評價指標(biāo)進(jìn)行訓(xùn)練與驗(yàn)證，找出各掃描圖像質(zhì)量因素影響參數(shù)與圖像綜合質(zhì)量評價指標(biāo)對應(yīng)的非線性關(guān)系，獲取最佳掃描因素參數(shù)。
[0028]進(jìn)一步地，所述圖像采集模塊包括線陣CCD相機(jī)、鏡頭、圖像采集卡、線性組合光源。
[0029]進(jìn)一步地，所述運(yùn)動控制模塊包括運(yùn)動控制卡、運(yùn)動控制工作臺。
[0030]進(jìn)一步地，所述線性組合光源包括三個均勻聚焦照射至所述運(yùn)動控制工作臺的條形紅色光源，用于為采集掃描圖像信息提供足夠的照度。
[0031]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于:本發(fā)明能夠控制復(fù)雜非線性系統(tǒng)，對圖像進(jìn)行掃描并計(jì)算圖像質(zhì)量綜合評價指標(biāo)，并對影響掃描圖像質(zhì)量的因素參數(shù)進(jìn)行控制，得到最佳掃描圖像以用于后續(xù)的圖像處理中，同時依據(jù)本發(fā)明可建立最佳掃描因素參數(shù)的數(shù)學(xué)模型，能夠很好的解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的掃描圖像質(zhì)量控制系統(tǒng)復(fù)雜、效率低的問題。本發(fā)明通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法代替人工操作，使得系統(tǒng)具有高度自動化、智能化。
【附圖說明】
[0032]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種面向最佳質(zhì)量圖像快速掃描的自適應(yīng)控制方法的流程示意圖。
[0033]圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種面向最佳質(zhì)量圖像快速掃描的自適應(yīng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種面向最佳質(zhì)量圖像快速掃描的自適應(yīng)控制系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種面向最佳質(zhì)量圖像快速掃描的自適應(yīng)控制系統(tǒng)的工作原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0037]基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)最佳圖像掃描方法與技術(shù)的自適應(yīng)控制是控制復(fù)雜非線性系統(tǒng)的方法，由機(jī)器視覺系統(tǒng)對圖像進(jìn)行掃描并計(jì)算圖像質(zhì)量綜合評價指標(biāo)，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器對影響掃描圖像質(zhì)量的因素進(jìn)行控制，得到最佳掃描圖像以用于后續(xù)的圖像處理中。
[0038]最佳質(zhì)量圖像快速掃描的自適應(yīng)控制系統(tǒng)原理
[0039]最佳質(zhì)量圖像快速掃描的自適應(yīng)控制系統(tǒng)控制量有工作臺運(yùn)動速度、線陣CCD相機(jī)采樣頻率、線性組合光源照度、線陣CCD相機(jī)光圈曝光量，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器調(diào)整影響掃描圖像質(zhì)量的掃描參數(shù)，使各掃描參數(shù)達(dá)到最優(yōu)組合使圖像質(zhì)量綜合評價指標(biāo)達(dá)到最大值。
[0040]最佳質(zhì)量圖像快速掃描的自適應(yīng)控制系統(tǒng)工作流程
[0041]系統(tǒng)啟動后進(jìn)行初始化，系統(tǒng)初始化即系統(tǒng)自檢，通過人機(jī)交互界面對程序進(jìn)行操作，首先根據(jù)物體尺寸規(guī)劃掃描路徑，輸入期望的圖像質(zhì)量綜合評價指標(biāo)值并啟動圖像掃描。同時根據(jù)輸入的圖像質(zhì)量綜合評價指標(biāo)值計(jì)算出最優(yōu)組合的掃描速度、CCD相機(jī)采樣頻率、光源照度、鏡頭光圈曝光量等影響掃描圖像質(zhì)量因素參數(shù)對物體進(jìn)行圖像掃描。為了提高處理速度，在圖像掃描過程，同時進(jìn)行圖像預(yù)處理，掃描完畢后得到拼接好的整幅物體掃描圖像。計(jì)算掃描圖像的無參考圖像質(zhì)量評價指標(biāo)，將掃描圖與標(biāo)準(zhǔn)圖進(jìn)行圖像匹配計(jì)算參考圖像質(zhì)量評價指標(biāo)，通過無參考圖像質(zhì)量評價指標(biāo)和參考圖像質(zhì)量評價指標(biāo)得到掃描圖像的圖像質(zhì)量綜合評價指標(biāo)。將該圖像質(zhì)量綜合評價指標(biāo)與設(shè)定的圖像質(zhì)量綜合評價指標(biāo)對比修正影響掃描圖像質(zhì)量因素參數(shù)，從而得到最佳掃描圖像質(zhì)量對應(yīng)的影響掃描圖像質(zhì)量因素參數(shù)，如圖4所示。
[0042]基于上述原理，如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提出了一種面向最佳質(zhì)量圖像快速掃描的自適應(yīng)控制方法，具體步驟包括:
[0043]SI，進(jìn)行交互界面參數(shù)設(shè)定，設(shè)置期望圖像質(zhì)量綜合評價指標(biāo)和閾值條件。在本步驟中，在進(jìn)行交互界面參數(shù)設(shè)定之前，需對系統(tǒng)進(jìn)行初始化，即系統(tǒng)自檢，在系統(tǒng)初始化結(jié)束后，用戶可進(jìn)行相關(guān)參數(shù)及指標(biāo)的設(shè)置。
[0044]S2，根據(jù)所述期望圖像質(zhì)量綜合評價指標(biāo)計(jì)算掃描圖像質(zhì)量因素影響參數(shù)。在進(jìn)行步驟前，還需確定是否開啟掃描，在用戶選擇開啟掃描后才開始進(jìn)行本步驟，若選擇不開啟掃描，則結(jié)束本程序。在本步驟中，根據(jù)所設(shè)定的期望圖像質(zhì)量綜合評價指標(biāo)，計(jì)算掃描圖像質(zhì)量因素影響參數(shù)，包括掃描速度、CCD相機(jī)采樣頻率、光源照度、鏡頭光圈曝光量等參數(shù)。
[0045]S3，根據(jù)所述掃描圖像質(zhì)量因素影響參數(shù)進(jìn)行