激光标记自动跟踪的视频引伸计的数字图像处理方法

摘要

本发明公开了一种激光标记自动跟踪的视频引伸计的数字图像处理方法。利用CCD获取试样图像，经图像采集卡输入计算机，进行归一化处理得到M×N的试样图像；利用基于图像统计信息的线性亮度调整算法，修正试样图像中每个像素点的像素值；选用Top-Hat变换的对比度拉伸方法对试样图像去雾；从RGB颜色空间转换到YCbCr颜色空间，采用自适应Cr色度阈值分割算法提取激光标记；再提取激光标记位置来获得仅包含试样标记和激光标记的感兴趣图像区域，在该区域内利用图像亮度梯度提取试样标记；为激光标记对试样标记的实时精密跟踪和求解材料变形量提供技术基础。本发明对光强变化具有强鲁棒性，抗环境干扰能力强且两标记识别精度高。

主权项

一种激光标记自动跟踪的视频引伸计的数字图像处理方法，其特征在于，该方法的步骤如下：（1）利用CCD获取试样图像，经图像采集卡输入计算机，进行归一化处理得到M×N的试样图像，M为图像宽度，N为图像高度；（2）对M×N的试样图像利用基于图像统计信息的线性亮度调整算法，利用如下公式（1）计算试样图像亮度均值I，选取I=128的试样图像，计算其RGB三通道均值为(r,g,b)，统计一幅待修正试样图像的RGB三通道像素均值为avg_r，avg_g，avg_b，利用如下公式（2）计算亮度调整算子gain_r、gain_g和gain_b，据此亮度调整算子修正试样图像中每个像素点的像素值，增强试样图像中的试样标记；图像亮度均值： I [ i , j ] = R i , j + G i , j + B i , j 3 ( i = 0 , · · · , M ; j = 0 , · · · , N ) 亮度调整算子： gain _ r = r / avg _ r gain _ g = g / avg _ g gain _ b = b / avg _ b 式中：Ri,j，Gi,j，Bi,j分别表示在像素点(i,j)处RGB三分量的值，I[i,j]表示在像素点(i,j)处的亮度，(r,g,b)为图像亮度均值I=128的试样图像的RGB三通道均值，avg_r，avg_g，avg_b则表示实时采集的试样图像的RGB三通道平均值，gain_r、gain_g、gain_b分别为对应实时采集试样图像三通道的亮度调整算子；（3）采用线性图像亮度调整算法后，虽然试样图像整体亮度得到改善，但其表面对比度不高，覆盖了一层“薄雾”，采用基于数学形态学的图像去雾增强算法，选用Top‑Hat变换的对比度拉伸方法对试样图像进行去雾增强处理；（4）将去雾增强处理后的试样图像从RGB颜色空间转换到YCbCr颜色空间，采用自适应Cr色度阈值分割算法提取激光标记，Cr表示像素点的红色色度；（5）在实验过程中激光标记实时跟踪试样标记，利用步骤（4）提取的激光标记位置来获得仅包含试样标记和激光标记的感兴趣图像区域，在感兴趣图像区域内利用图像亮度梯度提取试样标记；即完成了激光标记和试样标记的识别与提取。