基于偏振光成像技術(shù)的檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明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)的檢測方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 無損檢測技術(shù)即非破壞性檢測，利用待檢測物的聲、光、磁和電等特性，在不破壞 待檢測物原來的狀態(tài)、化學(xué)性質(zhì)等前提下，為獲取與待檢測物品質(zhì)有關(guān)的內(nèi)容、性質(zhì)或成分 等物理、化學(xué)情報所采用的檢查方法，現(xiàn)有的應(yīng)用于工業(yè)檢測的無損檢測方法主要有機械 式接觸檢測方法和光電式非接觸檢測方法。其中機械式接觸檢測方法通過儀器的觸針于被 測表面的滑移進行測量，該種方法需要觸針在待檢測物的表面進行全面接觸，因而檢測速 度慢，且容易劃傷待檢測物表面，造成二次劃痕，光電式非接觸檢測方法是目前廣泛使用的 方法，可通過分析被測物體的二維圖像特征，可實現(xiàn)快速、非接觸檢測?，F(xiàn)有的非接觸檢測 方法主要采用光強度成像檢測和偏振光成像檢測，光強度成像檢測是通過一光源照射待檢 測物，獲取待檢測物表面的輻射強度信息，并根據(jù)該輻射強度信息結(jié)合圖像處理算法檢測 圖像中待檢測物的瑕疵。由于待檢測物表面瑕疵特征（如劃痕，表面不均勻，平滑度低等） 通常較隱蔽，不易在強度成像系統(tǒng)中呈現(xiàn)，這就為后期圖像處理帶來較大壓力，不僅會增加 算法復(fù)雜程度，同樣會降低系統(tǒng)的檢測效率。偏振光成像檢測是通過獲取不同偏振方向的 目標(biāo)反射光得到目標(biāo)偏振信息，通過對目標(biāo)偏振信息進行解析得到目標(biāo)偏振參量信息，如 偏振度、偏振角等，根據(jù)目標(biāo)偏振參量信息進行反演計算獲取目標(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，相比強度圖像，偏振參量圖像可讀 性不佳，需要后期解譯。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了更好的利用偏振特征檢測待檢測物表面瑕疵，提高檢測效率，本發(fā)明提供一 種基于偏振光成像技術(shù)的檢測方法，通過強度成像技術(shù)結(jié)合偏振光成像技術(shù)，在強度圖像 基礎(chǔ)上利用偏振特征對待檢測物表面瑕疵的進行增強，提高檢測效率及檢測準(zhǔn)確性。
[0004] 一種基于偏振光成像技術(shù)的檢測方法，應(yīng)用于待檢測物表面瑕疵檢測，其中，包括 如下步驟，
[0005] 步驟S1、于三個預(yù)定角度通過一光強度成像裝置獲取所述待檢測物表面的光強度 參量；
[0006] 步驟S2、于三個所述預(yù)定角度通過一偏振光成像檢測系統(tǒng)獲取所述待檢測物表面 圖像，形成三個光強度不同的所述表面圖像輸出；
[0007] 步驟S3、一計算單元根據(jù)三個光強度不同的所述表面圖像結(jié)合所述光強度參量獲 取Stokes參量和偏振度參量P;
[0008] 步驟S4、將所述表面圖像分成若干個小圖像，根據(jù)所述Stokes參量和偏振度參量 P計算每個所述小圖像的平均能量值，
[0009] 步驟S5、選取平均能量值最高的所述小圖像為待融合圖像；
[0010] 步驟S6、對所述待融合圖像的光強度參量I和偏振度參量P進行小波分解，分別獲 取所述待融合圖像的光強度參量I的低頻系數(shù)、光強度參量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)；
[0011] 步驟S7、根據(jù)所述光強度參量I的低頻系數(shù)、光強度參量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)，
[0012] 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)進行圖像重構(gòu)，獲 取融合圖像；
[0013] 步驟S9、對融合圖像進行瑕疵檢測。
[0014] 上述的基于偏振光成像技術(shù)的檢測方法，其中，三個預(yù)定角度分別定義為a1、 a2、a3 ;三個光強度參量分別形成IQ(al)、IQ(a2)、IQ(a3)，IQ(a1)為a1偏振方向獲 取的所述待檢測物表面的光強度參量，I〇(a2)為a2偏振方向獲取的所述待檢測物表面的 光強度參量，I〇(a3)為a3偏振方向獲取的所述待檢測物表面的光強度參量。
[0015] 上述的基于偏振光成像技術(shù)的檢測方法，其中，于所述步驟S3中，其中，所述 Stokes參量的計算公式為：
[0017] 其中，I為光強度參量，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；
[0018] 所述偏振度參量P的計算公式為：
[0020] 其中，P為偏振度參量。
[0021] 上述的基于偏振光成像技術(shù)的檢測方法，其中，于所述步驟S4中，
[0022] 其中所述平均能量值的計算公式為：
[0024] 其中：E為平均能量值，M為每個所述小圖像的長度，N為每個所述小圖像的寬度，x 為每個所述小圖像于橫坐標(biāo)方向的圖像分解坐標(biāo)點，y為每個所述小圖像于縱坐標(biāo)方向的 圖像分解坐標(biāo)點。
[0025] 上述的基于偏振光成像技術(shù)的檢測方法，其中，于所述步驟S6中，還具體包括，
[0026] 步驟S61、對所述待融合圖像的光強度參量I和偏振度參量P進行小波分解，分解 層數(shù)為1 ;
[0027] 步驟S62、獲取所述待融合圖像的光強度參量I的低頻系數(shù)（IJ，光強度參量I的 高頻系數(shù)（Im、Im、IHH)，
[0028] 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)。
[0029] 上述的基于偏振光成像技術(shù)的檢測方法，其中，于所述步驟S7中，具體包括如下 步驟，
[0030] 步驟S71、根據(jù)所述光強度參量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：
[0031] FLL=log(PLL) ?ILLn
[0032] 其中，n是込的指數(shù)，取值范圍為0~1 ;
[0033] 步驟S72、根據(jù)所述光強度參量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，
[0034] 其中具體包括如下步驟，
[0035] 步驟S721、定義光強度參量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;
[0036] 步驟S722、建立光強度參量高頻系數(shù)Im與所述偏振度參量Pm的相關(guān)度系數(shù)Mu，
[0037] MI;P的計算公式為：
[0039] 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 為強度參數(shù)I的高頻系數(shù)能量值，Im為光強度參量I的高頻系數(shù)；
[0040] 步驟S722、預(yù)設(shè)一相對度閾值S，
[0041] 步驟S723、根據(jù)所述相對度閾值S計算待融合高頻系數(shù)Fh
[0043]當(dāng)吣，!>< 8 時，F(xiàn)H=eHI ?IH+eHp ?PH，

[0046] 其中eHp為偏振度參量P的加權(quán)系數(shù)，eHI為光強度參量I的加權(quán)系數(shù)。
[0047] 上述的基于偏振光成像技術(shù)的檢測方法，其中，于所述步驟8中，其待融合圖像的 重構(gòu)方法是：
[0049] 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層對角方向高頻 圖像。
[0050] 上述的基于偏振光成像技術(shù)的檢測方法，其中，所述預(yù)定角度分別定義為a1為 0°,a2 為 60°,a3 為 120°〇
[0051] 上述的基于偏振光成像技術(shù)的檢測方法，其中，于所述步驟6中，所述小波分解為 Mailat小波變換算法。
[0052] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點是：
[0053] 本發(fā)明將偏振光成像和強度成像原理相結(jié)合，將多源圖像（偏振光成像獲取的圖 像與強度成像獲取的圖像）進行融合，利用偏振圖像信息和強度圖像信息中互補信息生成 一幅增強的融合圖像，融合圖像的細(xì)節(jié)要比偏振圖像和強度圖像中任何一幅都突出，形成 一幅增強的汲取了多源圖像的新圖像，融合圖像中目標(biāo)區(qū)別特征的對比度遠(yuǎn)高于強度圖像 中目標(biāo)區(qū)別特征的對比，從而獲得單一圖像無法獲取的相關(guān)場景的描述，克服單一圖像所 存在的局限性，提高待檢測物的檢測效率，增強了檢測效率的準(zhǔn)確性。
【附圖說明】
[0054] 圖1為一種基于偏振光成像技術(shù)的檢測方法流程示意圖。
【具體實施方式】
[0055] 下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步