[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

技術領域

本發明涉及用于圖像分析的圖像數據處理領域，具體為一種結構變形檢測圖像傳感器靈敏度自動標定方法。

背景技術

圖像的識別和跟蹤技術目前正得到深入研究，在安全系統、門禁系統等眾多領域有著廣泛的應用前景。圖像識別和圖像跟蹤利用圖像傳感器獲得目標圖像的信息，要得到精確的位移數據，圖像的標定是一個重要環節，目前多通過拍攝準備好的固定長度的標的物實現攝像頭的現場標定，比如，公開號為CN101763643A的中國發明專利申請于2010年6月30日公開了“一種結構光三維掃描儀系統自動標定方法”，這種方法包括以下步驟：1.?設置標定物；2.?用相機拍攝若干張標定物姿勢不同的標定相片；拍攝標定圖片；3.?對標定相片上的點進行初步識別，得到每一角點的候選區域；進行角點初步識別；4.?在候選區域內求解角點的亞像素坐；5.?確定角點順序；6.?采用Zhengyou?Zhang的算法標定相機參數；7.?處理投影儀標定相片；8.?利用6中得到的相機內部參數反解出其三維坐標，并與標定圖案中的角點的坐標一一對應，采用Zhengyou?Zhang的算法標定投影儀。但是這種標定方法不易操作，且每次微調鏡頭焦距或位置均需重新進行標定，費時費力。因此系統在工作時需要實時標定圖像傳感器。

發明內容

為了克服現有技術的缺陷，提供一種操作便利、自動化程度高、標定精度高的圖像數據處理方法，本發明公開了一種結構變形檢測圖像傳感器靈敏度自動標定方法。

本發明通過如下技術方案達到發明目的：

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，為了方便圖像處理流程的實現，光斑單元的形狀盡量選擇形狀規則的標準幾何基元，一般選用軸對稱或中心對稱的封閉圖形，如圓形、矩形、等腰直角三角形、十字型等；

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。由于是取整運算，隨著迭代次數的增加，最終將得到一個唯一的閾值。將每次迭代得到的t_k+1和t_k進行比較判斷，若t_k+1=t_k，則迭代結束，并取t_k為最佳閾值；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；