[發(fā)明專利]一種小型不規(guī)則物體的面積周長無損測量方法

在審

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• 申請日: 2014-03-11
• 公開（公告）號: CN103839283A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發(fā)明（設計）人: 王亞珍;楊凱杰;張志信;汪劍
• 申請（專利權）人: 浙江省特種設備檢驗研究院
• 主分類號: G06T7/60
• 分類號: G06T7/60
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 王洪新

技術領域

本發(fā)明涉及測量面積與周長的技術領域，特別是涉及一種使用單幅圖像，進行多個不規(guī)則物體的面積、周長、個數(shù)等參數(shù)的無損測量。

背景技術

不規(guī)則形狀物體往往無法采用直接的接觸測量精確參數(shù)，所以只能采用非接觸的測量方式，尤其是對于按面積計價的不規(guī)則形狀物體來說，其參數(shù)的測量是否準確將直接影響到企業(yè)的經濟效益，制約著該項產業(yè)的進一步發(fā)展。在工業(yè)上，不規(guī)則形狀物體參數(shù)的準確測量對驗證工業(yè)零件的形狀、尺寸以及是否合格具有非常重要的作用；在農業(yè)上，植物葉片的形狀參數(shù)是作物栽培和育種的重要指標；在考古上，化石面積的測量是證明其年代的重要依據(jù)；在醫(yī)學上，往往需要計算出復雜的醫(yī)學圖像中感興趣區(qū)域的面積，而這些區(qū)域也往往都是不規(guī)則的。

如何提供一種準確率高又簡單快捷的計算方法，是業(yè)界需要解決的課題。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術中的不足，提供一種小型不規(guī)則物體面積周長無損測量系統(tǒng)及其方法；該方法應具有準確率高以及快捷、方便的特點。

為解決上述技術問題，本發(fā)明提供的技術方案是：

一種小型不規(guī)則物體的面積周長無損測量方法，按照如下步驟依次進行：

1）根據(jù)校正塊的面積和周長與像素點個數(shù)的關系，分別計算出不規(guī)則物體的面積和周長的修正指數(shù)；

2）讀取采集裝置內的不規(guī)則物體圖像；

3）進行圖像處理，包括對不規(guī)則物體的輪廓邊緣、顏色對比不明顯和圖像不清晰處進行處理，去除因物體圖像采集過程中帶入的光照、雜質等噪聲的影響，增強物體部分的圖像與背景圖像的識別度，并將不規(guī)則的物體區(qū)域從背景中分割出來；

4）標記并記錄每個不規(guī)則物體的位置、像素點信息，并且統(tǒng)計出所測量的不規(guī)則物體的個數(shù)；

5）將所要測量的單個不規(guī)則物體選取出來；

6）計算出所選取的不規(guī)則物體圖像的面積；通過對圖像的掃描，統(tǒng)計出目標物體圖像區(qū)域的像素點數(shù)即可計算出物體圖像內所有像素點占據(jù)的總面積，即不規(guī)則物體圖像的面積；

7）計算出所選取的不規(guī)則物體圖像的周長；通過對圖像的掃描，統(tǒng)計出目標目標物體邊緣的像素點數(shù)即可計算出物體的所有像素點依次排列的長度，即不規(guī)則物體圖像的周長。

所述修正指數(shù)包括面積修正指數(shù)和周長修正指數(shù)；面積修正指數(shù)為校正塊的實際面積與校正塊圖像內的像素點數(shù)量之比；周長修正指數(shù)為校正塊的實際周長與校正塊圖像邊緣相交的像素點數(shù)量之比。

所述圖像處理的步驟包括：

1）分別讀取圖像RGB通道的顏色值，接著選擇合適通道的顏色值進行灰度變換，擴大單通道顏色值的灰度范圍，再對圖像進行濾波；

2）采用閾值分割算法對目標物體圖像進行分割處理；

3）對圖像先進行膨脹運算后進行腐蝕處理，去除微小的塵埃、沙粒雜質和物體內部的褶皺并且保證原有形狀、面積、周長相對不變；

4）對圖像進行邊緣檢測處理。

所述膨脹運算的原理是：初始目標區(qū)域表示為A，運算的結構元素表示為B，假設x∈A，將B關于圖像的原點發(fā)生映射，將映射后的子集表示為B^■，該子集經過x的平移量后得到(B^■)_x；若初始目標區(qū)域A和平移結果(B^■)_x的交集不是空集，則認為所有能選中A的(B^■)_x的點是目標區(qū)域A受B結構的膨脹結果，即：

或者，

所述腐蝕處理的原理是：利用設定結構元素B與目標區(qū)域A進行匹配，若B能完全屬于A內，目標區(qū)域就不發(fā)生變化，若B不完全包含在目標區(qū)域內，則進行腐蝕操作，即：

閾值分割算法的原理是：利用兩個或者兩個以上的閾值來分割目標，比如選擇一個區(qū)間(T₁，T₂)作為閾值范圍，符合范圍的部分就認為是前景或者目標，即：

所述合適通道的顏色值用HSV的顏色空間代替HIS，它的色調值區(qū)間為[0，1]，相應的顏色從紅到黃，綠，青，藍，洋紅，后又到紅；飽和度值區(qū)間為[0，1]，是相應的顏色從不飽和到飽和狀態(tài)的變化；亮度值的區(qū)間為[0，1]，取值越高，表示與之對應的顏色就越亮，作用于感知器的光波也越大。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：

1、通過系統(tǒng)校正單元，在任何環(huán)境下都擁有較高的精度。