一种光斑中心提取方法、装置、设备和计算机可读存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种光斑中心提取方法、装置、设备和计算机可读存储介质。该方法包括：把视频图像的格式转化为图片格式进行保存；对所述转化后的图像进行预处理；采用圆心拟合法提取光斑中心位置。本发明专利技术实施例提供的技术方案，通过搭建视频图像采集系统，对摄像设备进行配置，最后对由摄像设备采集到的视频图像进行图像预处理和采用圆心拟合法提取光斑中心位置，解决了用圆拟合法提取光斑中心时，抗干扰能力差，精度低的问题。提高了光斑中心算法的抗干扰性，实现了光斑中心的准确提取，同时与圆拟合法相比减少了迭代次数。

【技术实现步骤摘要】
一种光斑中心提取方法、装置、设备和计算机可读存储介质
本专利技术实施例涉及图像处理技术，尤其涉及一种光斑中心提取方法、装置、设备和计算机可读存储介质。
技术介绍
近年来，随着高速摄影及激光技术在测量物体参数方面的广泛普及应用，越来越多的研究人员用其研究自动机运动规律，但是在这之前，首先需要提取自动机运动规律图像的光斑中心。目前，提取自动机运动规律图像光斑中心的方法主要有重心法、高斯拟合方法和圆拟合法等，而重心法、高斯拟合方法由于本身的复杂度较高而且定位精度不够理想，使得实用性改进的可能性很小。圆拟合法是根据最小二乘原理即残差平方和最小用圆来逼近光斑轮廓来提取光斑中心，该方法经推导和多次迭代可进一步提高检测精度。然而，圆拟合法由于其自身抗干扰能力差，导致提取到的自动机运动规律图像的光斑中心定位精度低。
技术实现思路
本专利技术提供一种光斑中心提取方法、装置、设备和计算机可读存储介质，以实现快速精准的提取光斑中心。第一方面，本专利技术实施例提供了一种光斑中心提取方法，该方法包括：把视频图像的格式转化为图片格式进行保存；对所述转化后的图像进行预处理；采用圆心拟合法提取光斑中心位置。进一步地，在把视频图像的格式转化为图片格式进行保存之前，还包括：从摄像设备接收视频流；按照预设采集条件，从所述视频流中截取所述视频图像。进一步地，在所述从摄像设备接收视频流之前，还包括：搭建采集所述视频图像的系统；对摄像设备进行配置。进一步地，对所述转化后的图像进行预处理，包括：中值滤波、亮度调节、阈值分割及形态学滤波。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种光斑中心提取装置，该装置包括：图像格式转化模块，用于把视频图像的格式转化为图片格式进行保存；图像预处理模块，用于对所述转化后的图像进行预处理；光斑中心提取模块，用于采用圆心拟合法提取光斑中心位置。进一步地，所述装置还包括：视频流接收模块，用于在把视频图像的格式转化为图片格式进行保存之前，从摄像设备接收视频流；视频流截取模块，用于在把视频图像的格式转化为图片格式进行保存之前，按照预设采集条件，从所述视频流中截取所述视频图像。进一步地，所述装置，还包括：系统搭建模块，用于在所述从摄像设备接收视频流之前，搭建所述采集视频图像的系统；摄像设备配置模块，用于在所述从摄像设备接收视频流之前，对摄像设备进行配置。进一步地，所述图像预处理模块包括：中值滤波单元、亮度调节单元、阈值分割单元及形态学滤波单元。第三方面，本专利技术实施例还提供了一种设备，该设备包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现第一方面中任一所述的光斑中心提取方法。第四方面，本专利技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现第一方面中任一所述的光斑中心提取方法。本专利技术实施例提供的光斑中心提取方法和装置，通过搭建视频图像采集系统，对摄像设备进行配置，最后对由摄像设备采集到的视频图像进行图像预处理和采用圆心拟合法提取光斑中心位置，解决了用圆拟合法提取光斑中心时，抗干扰能力差，精度低的问题。提高了光斑中心算法的抗干扰性，实现了光斑中心的准确提取，同时与圆拟合法相比减少了迭代次数。附图说明图1是本专利技术实施例一中提供的一种光斑中心提取方法的流程图；图2是本专利技术实施例一中提供的一种光斑中心提取方法的工作原理示意图；图3是本专利技术实施例二中提供的一种光斑中心提取装置的框图；图4是本专利技术实施例四中提供的一种设备的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本专利技术，但并不构成对本专利技术的限定。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。实施例一图1为本专利技术实施例一提供的一种光斑中心提取方法的流程图，本实施例可适用于自动机运动规律图像光斑中心提取情况，该方法可以由本专利技术实施例提供的光斑中心提取装置/设备/计算机可读存储介质来执行，该装置/设备/计算机可读存储介质可采用软件和/或硬件的方式实现。参见图1，该方法具体包括：步骤110、把视频图像的格式转化为图片格式进行保存。其中，视频图像是指采集自动机运动规律的采集系统所采集到的以.avi的视频格式保存的视频图像。采集系统由扇形激光光幕单元、高速成像与存储单元、数据处理和显示单元组成。扇形激光光幕单元是为采集系统提供光源；数据处理单元可以是含有数据处理软件的计算机或硬件电路；显示单元可以是计算机、示波器等；高速成像与存储单元为高速相机与图像采集卡，这里选择了一款德国Mikrotron公司生产型号为MC1362的高速相机以及与其相匹配的Dalsa公司生产的型号为X64Xeelcra-CLPX4Full的图像采集卡，可实现满分辨率1280×1024情况下拍摄幅率达500帧/秒，减少分辨率可提高拍摄幅率，拍摄幅率最高设置可达120000帧/秒。该方法的工作原理，参见图2，205为高速相机，200是高速相机的镜头，201为柱面镜，202为半导体激光器，203为待测自动机，204为原向反射屏，贴在被测自动机上，206是计算机，207是固定高速相机的三脚架，208是由测试光幕。具体的，在相机镜头200正下方固定有一字线形半导体激光器202；发出的激光经过柱面凸透镜201的扩束及镜头中间安装的镜面209改变激光光路(垂直方向变为水平方向)，产生测试光幕208投射到待测自动机203的运动平面上；自动机上贴有一小块原向反射屏204用于原向反射激光，并随待测自动机做同步运动；自动机运动时，适时通过外触发方式控制高速相机205跟踪原向反射屏反射光斑的运动行程，最终通过数据传输线路传给计算机206，利用数据处理单元软件处理得出自动机运动规律的视频图像。图像处理时首先需要对文件的存储格式进行转换，将视频格式转换为.gif的图片格式并进行保存。具体的，首先利用aviread函数读取指定存储路径下的.avi文件并用size函数计算视频文件所包含图片的总帧数n，根据总帧数设置循环次数，为后续转换工作做准备。利用strcat函数为待转换成的图片序列命名，名字尾号从0开始直到n-1，其排列顺序与视频文件的播放顺序保持一致，进而设置图片序列的存储路径，利用frame2im函数对视频文件进行转换，最终通过imwrite函数将转换完成后的图像信息以.gif的格式写入到制定的存储路径，转换结束。步骤120、对转化后的图像进行预处理。其中，预处理主要是指对图像序列进行滤波。常用到的滤波方法分为线性滤波、非线性滤波以及自适应滤波等。预处理具体可以包括：中值滤波、亮度调节、阈值分割及形态学滤波。具体的，首先，需要对采集到的光斑图像进行亮度调节，使图像清晰，对比度明显，并用中值滤波进行去噪预处理。然后选用合适的阈值分割方法将图像和背景分开，即将灰度图像转化为二值图像。由于阈值分割后的图像边缘还是包含了较大的噪声，所以需要进行去噪处理。而形态学的噪声滤波器是由开启和闭合结合的运算构成，提供了一种有效而快速的非线性滤波技术，在不破坏原图像有用细节的前提下使图像更清晰。因此先对分割后的图像进行开运算，再对其进行闭运算本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光斑中心提取方法，其特征在于，包括：把视频图像的格式转化为图片格式进行保存；对所述转化后的图像进行预处理；采用圆心拟合法提取光斑中心位置。

【技术特征摘要】
1.一种光斑中心提取方法，其特征在于，包括：把视频图像的格式转化为图片格式进行保存；对所述转化后的图像进行预处理；采用圆心拟合法提取光斑中心位置。2.根据权利要求1所述的光斑中心提取方法，其特征在于，在把视频图像的格式转化为图片格式进行保存之前，还包括：从摄像设备接收视频流；按照预设采集条件，从所述视频流中截取所述视频图像。3.根据权利要求2所述的光斑中心提取方法，其特征在于，在所述从摄像设备接收视频流之前，还包括：搭建采集所述视频图像的系统；对摄像设备进行配置。4.根据权利要求1所述的光斑中心提取方法，其特征在于，对所述转化后的图像进行预处理，包括：中值滤波、亮度调节、阈值分割及形态学滤波。5.一种光斑中心提取装置，其特征在于，包括：图像格式转化模块，用于把视频图像的格式转化为图片格式进行保存；图像预处理模块，用于对所述转化后的图像进行预处理；光斑中心提取模块，用于采用圆心拟合法提取光斑中心位置。6.根据权利要求5所述的光斑中心提取装置，其特征在于，还包括：视频流接收模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志纯，
申请(专利权)人：合肥景彰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34