[發明專利]一種自動檢測結霜的方法

有效

• 申請號: 201010592481.1
• 申請日: 2010-12-17
• 公開（公告）號: CN102054180A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: 曹治國;卓問;朱磊;馬舒慶
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G06K9/68
• 分類號: G06K9/68;G06T7/00;G01W1/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 朱仁玲

1.一種自動檢測結霜的方法，利用對設置在戶外的多個載玻片的圖像序列I_i的處理，檢測出是否結霜及結霜的時刻，其中，所述圖像序列I_i由每隔固定時間采集的載玻片圖像所組成，所述載玻片呈四邊形，i是正整數，表示圖像幀數序號，該方法具體步驟如下：

(1)對于所述圖像序列I_i中的第1幀圖像I₁，標記I₁中載玻片的上底邊和下底邊，其中上底邊的線段標記為下底邊的線段標記為m表示上底邊，b表示下底邊，k＝1，2，L，M，M為載玻片個數，分別為上底邊兩端點，分別為下底邊兩端點；

(2)當采集的圖像序列超過N幀的時候，開始計算任意第t幀圖像對應的序列相關函數的值，獲得對應的M組N個數據點N為正整數，N≥10，t≥N+1，所述序列相關函數定義為：

gtk(Δt)=S(Ak)Σ(i,j)∈AkIt(i,j)It-Δt(i,j)-Σ(i,j)∈AkIt(i,j)Σ(i,j)∈AkIt-Δt(i,j)S(Ak)Σ(i,j)∈Ak[It(i,j)]2-[Σ(i,j)∈AkIt(i,j)]2S(Ak)Σ(i,j)∈Ak[It-Δt(i,j)]2-[Σ(i,j)∈AkIt-Δt(i,j)]2]]>

其中，Δt＝{1，2，L，N}，I_t(i，j)表示第t幀圖像中第j行第i列的灰度值，S(A_k)是載玻片所在的四邊形區域A_k的面積；

(3)對M組的每一組N個數據點分別進行擬合，得到的任意第k組數據點的擬合參數記為擬合后的數據點通過下式計算得到：

g^tk(Δt)=atkarctan(btkΔt+ctk)+dtk]]>

(4)計算擬合后數據和擬合前數據的相關系數計算公式如下：

rtk=NΣΔt=1Ngtk(Δt)g^tk(Δt)-ΣΔt=1Ngtk(Δt)ΣΔt=1Ng^tk(Δt)NΣΔt=1N[gtk(Δt)]2-[ΣΔt=1Ngtk(Δt)]2NΣΔt=1N[g^tk(Δt)]2-[ΣΔt=1Ng^tk(Δt)]2,]]>

并定義函數h_k(t)為：

hk(t)=0,rtk<TRt-ctkbtk,rtk≥TR,]]>

其中TR是閾值，TR∈[0.95，0.99]，如果h_k(t)＝0，那么返回步驟(2)繼續檢測下一幀圖像，否則，進入步驟(5)；

(5)設h_k′(t)為該幀圖像中不為0的函數h_k(t)，h_k′(t)≠0，k′＝1，2，L，M，如果h_k′(t-w)≠0，w＝0，1，L，T，其中T是參數，為整數，T≥3，那么進入步驟(6)，否則返回步驟(2)繼續檢測下一幀圖像；

(6)計算載玻片區域相對亮度變化L_k′(t)，計算公式如下：

Lk′(t)=Σ(i,j)∈Ak′It(i,j)-Σ(i,j)∈Ak′It-N(i,j)+Σ(i,j)∈ΩIt-N(i,j)-Σ(i,j)∈ΩIt(i,j)Σ(i,j)∈Ak′It(i,j)+Σ(i,j)∈Ak′It-N(i,j)+Σ(i,j)∈ΩIt-N(i,j)-Σ(i,j)∈ΩIt(i,j)]]>

其中Ω表示整個圖像區域，A_k′為h_k′(t)對應的載玻片區域，

(7)檢測判斷：如果L_k′(t)≥TL，那么第幀發生了結霜；否則無結霜，其中TL是閾值，TL∈[0.03，0.07]。