[發明專利]結構變形檢測圖像傳感器靈敏度自動標定方法

有效

• 申請號: 201210200868.7
• 申請日: 2012-06-19
• 公開（公告）號: CN102799887A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 何自強;趙炯;周奇才;侯曉夢
• 申請（專利權）人: 上海地鐵盾構設備工程有限公司
• 主分類號: G06K9/60
• 分類號: G06K9/60
• 代理公司: 上海天協和誠知識產權代理事務所 31216
• 代理人: 葉鳳

1.一種結構變形檢測圖像傳感器靈敏度自動標定方法，包括a.?設置標定光源、b.?拍攝標定圖片、c.?圖像預處理、d.?邊界提取復雜背景、e.?邊界識別和f.?計算標定值這六個依次進行的步驟，其特征是：

a.?設置標定光源時，光源選用發光二極管，光源發出的光斑由至少4個光斑單元組成，光斑單元以圍繞一個中心點呈中心對稱分布的方式組合成光斑，光斑單元的形狀為軸對稱或中心對稱的封閉圖形；

b.?拍攝標定圖片時，調整好攝像頭鏡頭的位置和焦距，連續拍攝N張標定光源的圖片，N為正整數且N≥5；

c.?圖像預處理時，先對所拍攝的光源圖片實施平均濾波處理，步驟如下：對連續拍攝的N張照片上相同位置的像素點的N個像素值作算術平均值，以此算術平均值作為濾波所得圖像上該位置的像素點的像素值；

再對濾波所得圖像實施二值化操作，步驟如下：設初始閾值為t_k，t_k∈(0,255)，分別計算濾波所得圖像所有像素點中目標點的平均灰度t_O和背景點的平均灰度t_B，目標點指灰度值不小于閾值的像素點，背景點指灰度值小于閾值的像素點，計算t_O和t_B的平均值得到t_k+1；將每次迭代得到的t_k+1和t_k進行比較判斷，若t_k+1=tk，則迭代結束；否則用t_k+1替換t_k，重新進行迭代運算，直至滿足迭代結束條件為止；確定最佳閾值后，將所有灰度不小于最佳閾值的像素點的灰度置為255，其余像素點的灰度置為0，從而將灰度圖像轉化為全黑白圖像；

d.?邊界提取時，對二值化操作后的圖像進行圖像形態學的腐蝕操作，步驟如下：用3×3的結構元素掃描圖像的每一個像素點，用結構元素和被結構元素覆蓋的二值圖像做與運算，如果都為1則圖像的該像素為1，否則為0；然后再和原來的圖像做減法，即將原圖像每個像素點的像素值和經腐蝕后圖像每個像素點的像素值進行異或運算，若灰度值相同，則置為0，若灰度值不同，則置為255，從而提取圖像標的物的邊界；

e.?邊界識別時，設需要識別的幾何邊界數為n，創建一個數組head[n]，數組存放的元素為識別出的邊界的起始點信息，另創建一個數組leng[n]，用來存放對應的邊界周長，對整幅圖像從下到上，從左至右逐行掃描，以掃描到的符合邊界條件的目標點為邊界起始點，利用深度優先搜索算法，沿該點進行識別搜索，若為滿足長度的閉合邊界，即長度為[8,20]區間內的正整數，則將起始點信息存入head[n]中，將周長信息存入leng[n]中，否則將其全部置為0并繼續搜索下一個邊界點，每搜索到一個閉合邊界，首先確認數組head[n]是否已滿，若未滿，則將其插入數組中；若已滿，則比較周長，若大于數組元素的周長，則插入數組，并刪除數組中周長最小的元素，釋放對應邊界點數據信息，繼續搜索下一個邊界點，直至遍歷整幅圖像；

f.?計算標定值時，利用最小二乘法對識別出的各邊界分別進行迭代擬合，剔除誤差較大的點，誤差界限為各邊界點到標準圓心的距離與標準半徑之間的平方差的絕對值不超過標準半徑的????????????????????????????????????????????????倍，超過的即判定為誤差較大而予以剔除，從而獲得邊界數據點，將計算出的各邊界中心點數據及間距分別和標準值作對比，并進行平均，即得到傳感器靈敏度的標定值。

2.如權利要求1所述的結構變形檢測圖像傳感器靈敏度自動標定方法，其特征是：a.?設置標定光源時，光斑單元的形狀為圓形、矩形、十字形和等腰直角三角形中的任意一種。

3.如權利要求1所述的結構變形檢測圖像傳感器靈敏度自動標定方法，其特征是：a.?設置標定光源時，光斑單元為4個全等的圓形，4個光斑單元的圓心排列成正方形。

4.如權利要求1所述的結構變形檢測圖像傳感器靈敏度自動標定方法，其特征是：a.?設置標定光源時，光斑單元為7個圓形，其中1個光斑單元設于中心位置，其余6個光斑單元全等且圍繞中心的光斑單元平均分布。