[發明專利]一種物理實驗光屏成像分析方法

在審

• 申請號: 202210429530.2
• 申請日: 2022-04-22
• 公開（公告）號: CN114881942A
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 劉利非;劉凱;鄭德欣
• 申請（專利權）人: 上海錫鼎智能科技有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 上海和華啟核知識產權代理有限公司 31339
• 代理人: 王仙子

本發明揭示了一種物理實驗光屏成像分析方法，包括如下步驟：采集圖像并輸入；獲取輸入的所述圖像中的光屏圖；獲取所述光屏圖中的成像圖；根據所述成像圖判斷成像清晰度、大小及虛實。本發明提供的物理實驗光屏成像分析方法通過對成像進行捕捉后的清晰度、大小及虛實分析，可實現成像的自動化精準的分析評估，有效減小了老師和校方的人工成本，有利于智慧教育。

技術領域

本發明涉及目標檢測技術領域，特別是涉及一種物理實驗光屏成像分析方法。

背景技術

生活中的物理現象妙趣橫生。因此，中考物理加大了與實際生活的聯系，按照“從生活到物理，從物理到社會“的新課程理念，注重培養學生的應用和思考能力，讓學生可以在熟悉、親切，愉悅的環境下學習。物理是以實驗為基礎的學科，做好實驗就相當于為取得好成績得到了一個有力保證。物理實驗是初高中階段物理課程中包含的相關實驗，包括電學實驗、力學實驗、熱學實驗、光學實驗等等，常用于驗證物理學科的定理定律。

探究凸透鏡成像規律是中學物理實驗中必不可少的一項。目前對于凸透鏡成像的評估多為人工進行評估，評估標準不一，老師和校方的人工成本較大，不利于智慧教育。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種物理實驗光屏成像分析方法，以實現成像實驗效果的自動精準分析及評估，減少人工成本。

為解決上述技術問題，本發明提供一種物理實驗光屏成像分析方法，包括如下步驟：

采集圖像并輸入；

獲取輸入的所述圖像中的光屏圖；

獲取所述光屏圖中的成像圖；

根據所述成像圖判斷成像清晰度、大小及虛實。

進一步的，獲取所述光屏圖的具體步驟為：

將輸入的所述圖像經尺寸調整和填充處理到統一尺寸；

將統一尺寸處理后的圖像進行歸一化預處理；

對歸一化預處理后的圖像進行目標檢測以對光屏進行矩形框選；

對框選的區域進行外擴后的摳圖以得到光屏圖。

進一步的，所述圖像的目標檢測采用目標檢測網絡。

進一步的，獲取所述成像圖的具體步驟為：

將所述光屏圖調整至固定尺寸；

將調整后的光屏圖進行歸一化處理；

對歸一化處理后的圖像進行關鍵點檢測并根據檢測的關鍵點得到仿射變換矩陣；

根據得到的所述仿射變換矩陣對輸入的所述圖像進行仿射變換，投影得到正視圖；

對所述正視圖做HSV顏色空間閾值處理，得到成像的發光輪廓；

在發光輪廓外擬合最小外接矩形框，得到成像圖。

進一步的，所述圖像的關鍵點檢測采用關鍵點回歸網絡。

進一步的，所述成像清晰度判斷的具體步驟為：

對成像圖進行灰度化處理得到灰度圖；

對灰度圖進行拉普拉斯變換；

統計拉普拉斯變換得到的方差判斷成像清晰度。

進一步的，所述成像大小判斷的具體步驟為：

將成像圖的高度與預設的閾值進行對比判斷成像的大小。

進一步的，述成像虛實判斷的具體步驟為：

將正視圖HSV顏色空間閾值處理后剩余面積與預設的閾值進行對比判斷成像的虛實。