发明名称 基于图像边缘提取的输送带跑偏检测方法
摘要 本发明公开了一种基于图像边缘提取的输送带跑偏检测方法,该方法包括下述步骤:采集原始图像;获取图像信息;边缘轮廓检测;边缘轮廓修复;边缘提取;边缘标记;跑偏距离计算;跑偏程度确定。通过对视频设备采集的原始图像进行边缘轮廓检测、边缘轮廓修复,直至提取到图像中输送带及转轴的边缘,并利用提取到的边缘检测输送带是否跑偏,提高了跑偏检测的准确性。
申请公布号 CN103051872A 申请公布日期 2013.04.17
申请号 CN201210550577.0 申请日期 2012.12.18
申请人 青岛科技大学 发明人 马艳华
分类号 H04N7/18(2006.01)I;G06T7/00(2006.01)I;G06T5/00(2006.01)I 主分类号 H04N7/18(2006.01)I
代理机构 青岛联智专利商标事务所有限公司 37101 代理人 李升娟
主权项 1.一种基于图像边缘提取的输送带跑偏检测方法,其特征在于,所述方法包括下述步骤:a1、采集原始图像:获取包括有输送带和输送带左右两侧的转轴的原始图像;a2、获取图像信息:获取原始图像的宽度<img file="420614DEST_PATH_IMAGE001.GIF" wi="17" he="16" />、高度<img file="670330DEST_PATH_IMAGE002.GIF" wi="14" he="20" />及灰度图像<img file="216455DEST_PATH_IMAGE003.GIF" wi="53" he="25" />;a3、边缘轮廓检测:对于灰度图像<img file="526214DEST_PATH_IMAGE003.GIF" wi="53" he="25" />,定义输送带运行方向为沿<img file="659255DEST_PATH_IMAGE004.GIF" wi="14" he="16" />方向,计算任意相邻两列的灰度值之差,获得差值图像<img file="774978DEST_PATH_IMAGE005.GIF" wi="204" he="28" />;设定灰度阈值<img file="614758DEST_PATH_IMAGE006.GIF" wi="16" he="20" />,按照下述公式对差值图像<img file="157735DEST_PATH_IMAGE007.GIF" wi="56" he="25" />作二值化处理,获得二值化的边缘轮廓图像<img file="450176DEST_PATH_IMAGE008.GIF" wi="54" he="25" />,对于任意<img file="871056DEST_PATH_IMAGE009.GIF" wi="58" he="22" />,<img file="565342DEST_PATH_IMAGE010.GIF" wi="61" he="22" />,<img file="279220DEST_PATH_IMAGE011.GIF" wi="86" he="49" /><img file="324537DEST_PATH_IMAGE012.GIF" wi="81" he="46" />;a4、边缘轮廓修复:采用基于形状和方向性的滤波模板<img file="782063DEST_PATH_IMAGE013.GIF" wi="50" he="22" />与边缘轮廓图像<img file="393173DEST_PATH_IMAGE008.GIF" wi="54" he="25" />作卷积,获得图像<img file="481214DEST_PATH_IMAGE014.GIF" wi="257" he="46" />,定义<img file="326678DEST_PATH_IMAGE015.GIF" wi="125" he="46" />,则边缘轮廓修复图像为<img file="259999DEST_PATH_IMAGE016.GIF" wi="222" he="49" />;a5、边缘提取:根据下述公式从边缘轮廓修复图像<img file="991194DEST_PATH_IMAGE017.GIF" wi="56" he="25" />中提取边缘,获得边缘图像<img file="250137DEST_PATH_IMAGE018.GIF" wi="86" he="76" /><img file="863521DEST_PATH_IMAGE019.GIF" wi="434" he="70" />;a6、边缘标记:用二维矩阵<img file="866112DEST_PATH_IMAGE020.GIF" wi="34" he="20" />、<img file="953279DEST_PATH_IMAGE021.GIF" wi="38" he="20" />、<img file="117545DEST_PATH_IMAGE022.GIF" wi="37" he="20" />和<img file="421487DEST_PATH_IMAGE023.GIF" wi="38" he="20" />分别标记输送带左侧转轴边缘、输送带左侧边缘、输送带右侧边缘和输送带右侧转轴边缘,矩阵中的元素为相应边缘上的点的坐标值;a7、跑偏距离计算:计算输送带左侧转轴边缘<img file="962190DEST_PATH_IMAGE020.GIF" wi="34" he="20" />与输送带左侧边缘<img file="402398DEST_PATH_IMAGE021.GIF" wi="38" he="20" />之间的平均距离<img file="65461DEST_PATH_IMAGE024.GIF" wi="240" he="48" />、输送带右侧边缘<img file="528803DEST_PATH_IMAGE022.GIF" wi="37" he="20" />与输送带右侧转轴边缘<img file="434049DEST_PATH_IMAGE023.GIF" wi="38" he="20" />之间的平均距离<img file="932026DEST_PATH_IMAGE025.GIF" wi="246" he="48" />,计算<img file="500411DEST_PATH_IMAGE026.GIF" wi="18" he="25" />与<img file="716629DEST_PATH_IMAGE027.GIF" wi="20" he="25" />的距离偏差<img file="661451DEST_PATH_IMAGE028.GIF" wi="90" he="28" />和中间距离<img file="13935DEST_PATH_IMAGE029.GIF" wi="117" he="25" />;a8、跑偏程度确定:根据公式<img file="753221DEST_PATH_IMAGE030.GIF" wi="107" he="27" />确定输送带是否跑偏及跑偏程度;其中,<img file="191155DEST_PATH_IMAGE031.GIF" wi="40" he="22" />为灰度图像中像素点的位置,<img file="441133DEST_PATH_IMAGE009.GIF" wi="58" he="22" />,<img file="710441DEST_PATH_IMAGE010.GIF" wi="61" he="22" />;<img file="823890DEST_PATH_IMAGE032.GIF" wi="34" he="22" />为滤波模板的坐标位置,<img file="811438DEST_PATH_IMAGE033.GIF" wi="76" he="22" />,<img file="35746DEST_PATH_IMAGE034.GIF" wi="66" he="22" />;<img file="425139DEST_PATH_IMAGE035.GIF" wi="18" he="25" />和<img file="709489DEST_PATH_IMAGE036.GIF" wi="20" he="25" />分别为输送带左侧转轴边缘和输送带右侧转轴边缘的长度,<img file="423148DEST_PATH_IMAGE037.GIF" wi="17" he="25" />为输送带左侧转轴边缘在<img file="451147DEST_PATH_IMAGE004.GIF" wi="14" he="16" />方向上的起点与输送带左侧边缘在<img file="695047DEST_PATH_IMAGE004.GIF" wi="14" he="16" />方向上的起点沿<img file="212616DEST_PATH_IMAGE004.GIF" wi="14" he="16" />方向上的距离,<img file="112439DEST_PATH_IMAGE038.GIF" wi="18" he="25" />为输送带右侧转轴边缘在<img file="740866DEST_PATH_IMAGE004.GIF" wi="14" he="16" />方向上的起点与输送带右侧边缘在<img file="776955DEST_PATH_IMAGE004.GIF" wi="14" he="16" />方向上的起点沿<img file="966890DEST_PATH_IMAGE004.GIF" wi="14" he="16" />方向上的距离。
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