一种基于视频的港口吊装料包自动计数方法技术

本发明专利技术提供一种基于视频的港口吊装料包自动计数方法，包括：训练得到料包模板，统计颜色特征；计数开启状态判定；检测与校正吊架区域；吊装料包排数判别；料包检测；建立料包跟踪模型，利用建立的料包跟踪模型对料包进行跟踪和预测；对料包跟踪模型得到的跟踪和预测结果进行置信度分析，获得料包计数结果。本发明专利技术的技术方案缓解了目前统计料包吊装过程中对人力需求过高的问题。本发明专利技术可以对吊装的起始，结束和空吊状态进行判定，并且准确的对料包吊装数量计数。

【技术实现步骤摘要】
一种基于视频的港口吊装料包自动计数方法
本专利技术涉及吊装料包视频监控
，具体而言，尤其涉及一种基于视频的港口吊装料包自动计数方法。
技术介绍
近年来，货运港口吊装起重机使用率一直很高。港口吊装料包都是通过人工计数的传统模式，不仅耗费人工计数和记录，同时还不能对掉包的情况给与及时的警告。现场的情况复杂视野不够宽阔，若出现视觉死角就不能及时观测吊装运载情况。部分港口为吊装司机安装了摄像头，以此更好的观察吊装情况。但是这种措施并不能改善传统人工计数模式的弊端。吊装料包视频监控自动技术，可以从算法层面通过视频监控实现对吊装料包个数的实时计数，实时记录和掉包状态的实时警告。从而克服上述人工计数的传统模式的弊端。现有的塔机吊装视频监控系统中并没有特别针对料包计数进行的检测。现有的塔机吊装视频目标跟踪如下的方法：以吊钩上的标志物为跟踪目标图像，通过实时检测目标物面积及质心变化实现自动变倍与跟踪，目标特征匹配以及目标搜索定位；针对塔机运行中晃动的情况，采用了颜色直方图和形状特征相结合，对现有的基于目标颜色直方图分布的均值平移跟踪算法进行了改进，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于视频的港口吊装料包自动计数方法，其特征在于，包括：/nS1、训练得到料包模板，统计颜色特征；/nS2、计数开启状态判定，判断读入的单帧图像是否处于符合开启计数的状态；/nS3、检测与校正吊架区域，将读入的图像进行颜色特征提取，取得感兴趣区域，并旋转校正；/nS4、吊装料包排数判别，计算料包和感兴趣区域的短轴长度比，并以此判定吊装起的料包排数；/nS5、料包检测，对感兴趣区域进行模板匹配操作，并对产生的响应图进行筛选处理，获取检测结果；/nS6、建立料包跟踪模型，利用建立的料包跟踪模型对料包进行跟踪和预测；/nS7、对上述料包跟踪模型得到的跟踪和预测结果进行置信度分析；/nS8、对上...

【技术特征摘要】
1.一种基于视频的港口吊装料包自动计数方法，其特征在于，包括：
S1、训练得到料包模板，统计颜色特征；
S2、计数开启状态判定，判断读入的单帧图像是否处于符合开启计数的状态；
S3、检测与校正吊架区域，将读入的图像进行颜色特征提取，取得感兴趣区域，并旋转校正；
S4、吊装料包排数判别，计算料包和感兴趣区域的短轴长度比，并以此判定吊装起的料包排数；
S5、料包检测，对感兴趣区域进行模板匹配操作，并对产生的响应图进行筛选处理，获取检测结果；
S6、建立料包跟踪模型，利用建立的料包跟踪模型对料包进行跟踪和预测；
S7、对上述料包跟踪模型得到的跟踪和预测结果进行置信度分析；
S8、对上述置信度分析结果进行阈值筛选从而得到料包计数结果。


2.根据权利要求1所述的基于视频的港口吊装料包自动计数方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：
S11、采用人工标记或自动标记方法离线在料包视频中选择多个料包区域作为料包形态样本，记为si,i＝1,…,ns，ns表示样本个数；
S12、根据选择的料包形态样本，训练的到料包模板，记为T；所述训练的方式有如下四种：
T＝sqq∈[1,ns]
T＝sqri＝max{si⊙sj,j∈[i+1,n]}






其中，g表示中心点为1，尺寸与样本尺寸一致的二维高斯函数，⊙表示相关运算，h为图像中被料包形态样本sk覆盖的子图；
S13、根据料包形态样本，统计出其颜色分布范围。


3.根据权利要求1所述的基于视频的港口吊装料包自动计数方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：
S21、对图像的灰度图二值化，对二值图做垂直投影得到其垂直投影向量；
S22、将垂直投影向量的每个点的数值和阈值VP做比较，若大于阈值VP则认为该点处于背景复杂区域，反之则处于非背景复杂区域；
S23、根据步骤S22中的比较结果，判断当前帧图像横轴方向中间区域是否处于干背景复杂区域，若不处于背景复杂区域，则开启计数状态，否则为关闭计数状态。


4.根据权利要求1所述的基于视频的港口吊装料包自动计数方法，其特征在于，所述步骤S3具体为：
S31、进行颜色空间转换，将RGB图像空间转换到HSV空间中；
S32、在HSV空间中，根据训练的料包形态颜色分布获取指定图像颜色特征的区域，并将其转换为二值图，对得到的二值图进行迭代膨胀操作；
S33、对膨胀操作后的二值图提取轮廓特征，得到吊架感兴趣区域；
S34、拟合出吊架长轴的斜率k，对斜率k进行限幅度操作，当斜率k的绝对值大于100时，令|k|＝100，根据k对原RGB图像旋转至长轴平行于图像坐标的纵轴方向，并裁剪图像只保留吊架感兴趣区域部分，得到感兴趣区域图像IROI。


5.根据权利要求1所述的基于视频的港口吊装料包自动计数方法，其特征在于，所述步骤S4具体为：
S41、对感兴趣区域图像IROI的灰度图做二值化处理，得到料包的范围，以该范围计算感兴趣区域内吊装起的全部料包的整体宽度，记为LP；
S42、计算感兴趣区域IROI的宽度，记为LR；
S43、...

【专利技术属性】
技术研发人员：王新年，李源，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21