[發明專利]基于圖像處理技術的兩線型管水準器氣泡偏移量測量方法

有效

• 申請號: 201810417224.0
• 申請日: 2018-04-28
• 公開（公告）號: CN108613630B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 劉磊;陳愛軍;丁佳為
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: G01B11/03
• 分類號: G01B11/03
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.基于圖像處理技術的兩線型管水準器氣泡偏移量測量方法，其特征在于，具體按照以下步驟實施：

步驟1：讀取兩線型管水準器氣泡原始灰度圖像；

步驟2：對原始灰度圖像進行二值化處理；

步驟3：對二值化后的圖像bI₁進行輪廓檢測，尋找圖像中的最大輪廓CT_Max并求取最大輪廓的最小外接矩形的傾角；

步驟4：對得到的最大輪廓進行預處理，將最大輪廓外接矩形四個頂點坐標向矩形內收縮一定量得到感興趣區域圖像I_Roi；

步驟5：根據步驟3得到的最大輪廓最小外接矩形傾角對感興趣區域圖像進行擺正處理；

步驟6：對得到的擺正后的感興趣區域圖像I_rot進行二值化和中值濾波處理；

步驟7：對步驟6得到的濾波結果圖像I_filt進行輪廓檢測，尋找感興趣區域圖像中的氣泡輪廓和各條粗黑線輪廓并求取氣泡輪廓的最小外接矩形中心坐標以及氣泡中心與各輪廓最小外接矩形中心的距離；

步驟8：尋找短1行程，精確計算感興趣區域圖像中各條粗黑線的中心坐標；

步驟9：根據步驟8得到的最靠近氣泡中心的兩條粗黑線輪廓中心坐標，計算兩條粗黑線所包圍的矩形區域中心坐標，同時計算氣泡中心與兩條粗黑線所包圍的矩形區域中心的垂直物理距離，精確測量氣泡的偏移量；

所述步驟7具體按照以下過程實施：

對步驟6得到的濾波結果圖像I_filt進行輪廓檢測，由于步驟4所述的感興趣區域圖像中僅存在各條粗黑線與氣泡的輪廓，因此在各圖像輪廓中最大的輪廓即為氣泡輪廓，構建能裝入距離及索引號的動態數組vector，其中距離為氣泡中心與其他輪廓最小外接矩形中心的距離，索引號為對I_filt進行輪廓檢測得到的輪廓序號，在感興趣區域圖像中找到氣泡輪廓后，對氣泡輪廓求取最小外接矩形中心坐標bC(x₀,y₀)，此中心即為氣泡中心，計算氣泡中心與其他輪廓最小外接矩形中心的距離dist，并將計算結果dist以及輪廓索引號存入動態數組vector中；

所述步驟8具體按照以下過程實施：將動態數組vector按從小到大進行升序排序，排序后的動態數組vector中前面第2和第3組數據即為距離氣泡中心最接近的上下兩條粗黑線所對應的數據，根據相對應的索引號找到濾波結果圖像I_filt中對應粗黑線輪廓的外接矩形blR₁和b1R₂，在粗黑線輪廓外接矩形blR₁和blR₂包圍的區域內尋找粗黑線準確的中心坐標，首先在粗黑線輪廓外接矩形區域內從上到下逐行尋找像素值為1行程的起始點，若在矩形區域內找到1行程的起始點后，記錄起始點所在的列值leftX和行值row，再從該起始點開始從左到右逐點尋找l行程的結尾點，并記錄1行程的長度L，若l行程的長度超L過粗黑線輪廓外接矩形寬度的闕值，即：

LW×R (1)

R為粗黑線輪廓外接矩形寬度的比例，則將該l行程的中心坐標記錄在存儲l行程中心坐標的動態數組vecPts中，然后繼續尋找其他滿足式(1)的1行程，最后將所有滿足式(1)的1行程的中心坐標取平均值，得到離氣泡最近兩條粗黑線輪廓精確的中心坐標bLC1(x₁,y₁)和bLC2(x₂,y₂)。

2.根據權利要求1所述的基于圖像處理技術的兩線型管水準器氣泡偏移量測量方法，其特征在于，所述的步驟2中，具體按照以下過程實施：

對原始灰度圖像src采用OTSU法進行二值化分割得到二值化圖像bI₁。

3.根據權利要求1所述的基于圖像處理技術的兩線型管水準器氣泡偏移量測量方法，其特征在于，所述的步驟3中，具體按照以下過程實施：

對二值化后得到的圖像bI₁進行輪廓檢測，找到包含氣泡信息前景圖像對應的最大輪廓序號index，并求取最大輪廓CT_MAX最小外接矩形傾角θ。