[发明专利]一种光斑图像修整方法

权利要求书

1.一种光斑图像修整方法，其特征在于，包括以下步骤：

图像预处理：将光斑图像进行预处理去噪，得到预处理后的光斑图像；

光斑几何边缘(1)与光斑物理边缘(2)的提取：利用Canny算子提取光斑几何边缘(1)，并通过最小二乘圆拟合计算光斑中心位置(4)；由光斑中心位置(4)出发遍历图像各个方向，寻找离光斑中心位置(4)最近、且灰度为中心点灰度1/e²倍的边缘像素点，所述边缘像素点的集合形成环状，所述环状作为光斑物理边缘(2)；

光斑几何边缘(1)与光斑物理边缘(2)围成的中间环形区域(3)去杂点；

所述中间环形区域(3)灰度均匀化：在所述中间环形区域(3)内，以光斑中心位置(4)辐射方向取行，计算该行像素点平均灰度值；将所述光斑中心位置(4)灰度值的1/e²倍作为边缘理论值，设定第一阈值(11)为所述理论值的A倍，设定第二阈值(10)为所述理论值的B倍，其中B大于A，若所述行像素点平均灰度值大于第一阈值(11)，则对该行内所有灰度值大于第二阈值(10)的点的灰度值置为平均灰度值；

所述中间环形区域(3)边缘外围区域灰度修整。

2.根据权利要求1所述的光斑图像修整方法，其特征在于，所述图像预处理包括对光斑图像进行中值滤波，图像对比度调整及图像频域滤波。

3.根据权利要求2所述的光斑图像修整方法，其特征在于，所述图像对比度调整具体为：

将中值滤波处理后的光斑图像进行分段线性变换：取图像灰度最小值和最大值，最小值和最大值之间设置灰度中间值，将图像灰度划分为两段，第一段为灰度最小值至灰度中间值，第二段为灰度中间值至灰度最大值，将两段中像素点灰度值分别乘以变换系数完成对比度变换。

4.根据权利要求2所述的光斑图像修整方法，其特征在于，所述图像频域滤波具体为：

对图像对比度调整后光斑图像使用二阶巴特沃斯高通滤波器进行频谱高通滤波，滤除图像低频成分，增强图像高频成分。

5.根据权利要求1所述的光斑图像修整方法，其特征在于，所述光斑几何边缘(1)与光斑物理边缘(2)围成的中间环形区域(3)去杂点具体为：

遍历中间环形区域(3)取每个像素点的窗口，计算所述窗口灰度极大值，将窗口灰度极大值的M倍作为阈值，如窗口中心像素点(5)灰度值大于阈值，则将中心像素点(5)灰度值设置为窗口最外围像素点平均灰度值。

6.根据权利要求5所述的光斑图像修整方法，其特征在于，所述M的取值范围为1.1-1.6。

7.根据权利要求1所述的光斑图像修整方法，其特征在于，所述A的取值范围为1.05-1.20；所述B的取值范围为1.10-1.50。

8.根据权利要求1所述的光斑图像修整方法，其特征在于，所述中间环形区域(3)边缘外围区域灰度修整具体为：

依据光斑图像灰度分布，进行光斑图像灰度分布截面高斯拟合，将中间环形区域(3)边缘外围区域的灰度值按照拟合高斯函数理论灰度值进行衰减，最终得到所需修整图像。

9.根据权利要求8所述的光斑图像修整方法，其特征在于，所述光斑图像灰度分布截面高斯拟合具体为：

分别取光斑图像的横向为X轴、纵向为Y轴，取光斑灰度值为Z轴组成X-Y-Z三维坐标系，即为光斑图像三维灰度分布；

在所述光斑图像三维灰度分布中，依次取通过光斑半径的二维灰度分布截面，利用高斯光束模型对二维灰度分布截面进行拟合，计算该灰度分布截面理论灰度值。