一种海洋浮标生产质量检测方法技术

本发明专利技术涉及图像数据处理技术领域，具体涉及一种海洋浮标生产质量检测方法。该方法采集海洋浮标图像和对应的浮标边缘轮廓；比较海洋浮标图像和浮标模板图像的浮标边缘轮廓的差异得到轮廓相似度；根据海洋浮标图像的浮标边缘轮廓上的采样点邻域内的不同类别像素点之间的灰度差异得到海洋浮标图像的整体对比度；基于不同距离下得到的海洋浮标图像的整体对比度的变化，获取对比度衰减程度；基于轮廓相似度、整体对比度和对比度衰减程度得到浮标质量评价指标。本发明专利技术通过对海洋浮标图像的表面特征进行分析得到轮廓相似度，同时根据不同距离下浮标的整体对比度，计算出浮标的质量指标，实现了根据浮标的对比突出程度检测浮标的质量的目的。质量的目的。质量的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种海洋浮标生产质量检测方法


[0001]本专利技术涉及图像数据处理
，具体涉及一种海洋浮标生产质量检测方法。

技术介绍

[0002]海洋浮标是一种船舶之外的装置，海洋浮标是一种能够帮助引导船舶航行、定位和标识障碍物与标识警告的人工标志。海洋浮标是各种水上活动提高安全信息的设施，常设于通航水域或其近处，以标识航道、锚地、滩险及其它障碍物的位置。海洋浮标按工作原理分为视觉浮标、音响浮标和无线电浮标三类。其中，视觉浮标能使驾驶人员通过直接观测迅速辨明水域、确定船位、安全航行，是使用最多最方便的浮标。视觉浮标需要颜色鲜明，以便于在白天使用，故对视觉浮标进行是否容易辨识的检测是必要的。
[0003]目前，常见的对海洋浮标进行质量检测的方法采集多张图像，利用图像数据进行网络训练，得到训练好的网络模型，将实时的浮标图像输入训练好的网络模型中，实现对浮标的颜色和颜色变化时间的检测。该方法对浮标进行颜色质量检测鲁棒性较低，不能在浮标的颜色和背景改变的情况下，实现浮标在背景中的突出程度的质量检测，而浮标需要在背景中突出使观察员更便于观测到，浮标的突出程度在一定程度上反映了浮标的生产质量。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种海洋浮标生产质量检测方法，所采用的技术方案具体如下：采集海洋浮标图像，灰度化所述海洋浮标图像得到浮标灰度图；对所述浮标灰度图进行边缘检测得到浮标边缘轮廓；以所述浮标边缘轮廓的中心点为中心构建对数极坐标系，所述对数极坐标系包括多个区域，将所述浮标边缘轮廓上的像素点映射至所述对数极坐标系，得到每个区域内包含的像素点数量；比较所述海洋浮标图像的浮标边缘轮廓和浮标模板图像的浮标边缘轮廓对应的各区域内像素点的数量差异、中心点的距离和区域内像素点的高度，得到轮廓相似度；均匀选取所述海洋浮标图像的浮标边缘轮廓上的像素点作为采样点；计算采样点邻域内的浮标像素点、轮廓像素点和背景像素点之间的灰度差异，作为采样点对比度；以各采样点对应的采样点对比度的均值作为整体对比度；基于不同距离下得到的海洋浮标图像的整体对比度的变化，获取对比度衰减程度；基于所述轮廓相似度、所述整体对比度和所述对比度衰减程度，得到浮标质量评价指标。
[0005]优选的，所述浮标边缘轮廓的中心点的获取方法为：选取所述浮标边缘轮廓内任意像素点作为目标像素点，计算所述目标像素点与所述浮标边缘轮廓上各像素点的欧式距离之和；
以最小的欧式距离之和对应的所述浮标边缘轮廓内的像素点作为所述浮标边缘轮廓的中心点。
[0006]优选的，所述比较所述海洋浮标图像的浮标边缘轮廓和浮标模板图像的浮标边缘轮廓的各区域内像素点的数量差异、中心点的距离和区域内像素点的高度，得到轮廓相似度，包括：所述轮廓相似度的计算公式为：其中，为所述轮廓相似度；为海洋浮标图像上浮标边缘轮廓在对数极坐标系中对应的第i个区域内像素点数量；为浮标模板图像上浮标边缘轮廓在对数极坐标系中对应的第i个区域内像素点数量；为海洋浮标图像上浮标边缘轮廓的中心点与浮标模板图像上浮标边缘轮廓的中心点的欧式距离；为海洋浮标图像上浮标边缘轮廓的中心点到对应的浮标边关轮廓上各像素点的欧式距离之和；为浮标模板图像上浮标边缘轮廓的中心点到对应的浮标边关轮廓上各像素点的欧式距离之和；为海洋浮标图像上浮标边缘轮廓在对数极坐标系中对应的第i个区域内的像素点在直角坐标系中的平均纵坐标；为海洋浮标图像上浮标边缘轮廓在直角坐标系中的最大纵坐标；为调节系数；为以自然常数为底数的指数函数；为对数极坐标系中区域的数量。
[0007]优选的，所述计算采样点邻域内的浮标像素点、轮廓像素点和背景像素点之间的灰度差异，作为采样点对比度，包括：所述采样点对比度的计算公式为：其中，为所述采样点对比度；为采样点邻域内轮廓像素点的平均灰度值；为采样点邻域内浮标像素点的平均灰度值；为采样点邻域内背景像素点的平均灰度值；为自然常数；为平均灰度值和平均灰度值中的最大值；为平均灰度值和平均灰度值中的最大值。
[0008]优选的，浮标像素点、轮廓像素点和背景像素点分别为：所述浮标边缘轮廓内的像素点为浮标像素点，所述浮标边缘轮廓上的像素点为轮廓像素点，所述浮标边缘轮廓外的像素点为背景像素点。
[0009]优选的，所述基于不同距离下得到的海洋浮标图像的整体对比度的变化，获取对比度衰减程度，包括：所述对比度衰减程度的计算公式为：
其中，为所述对比度衰减程度；为没有灯光照射下距离为时得到的海洋浮标图像的整体对比度；为灯光照射下距离为时得到的海洋浮标图像的整体对比度；为没有灯光照射下距离为时得到的海洋浮标图像的整体对比度；为灯光照射下距离为时得到的海洋浮标图像的整体对比度；为不同距离的数量；为第i张海洋浮标图像对应的距离；为第1张海洋浮标图像对应的距离。
[0010]优选的，所述基于所述轮廓相似度、所述整体对比度和所述对比度衰减程度，得到浮标质量评价指标，包括：在同一距离下采集海洋浮标图像，计算没有灯光照射的海洋浮标图像的整体对比度和灯光照射的海洋浮标图像的整体对比度的差值，作为第一差值；计算所述轮廓相似度、所述没有灯光照射的海洋浮标图像的整体对比度和所述第一差值的乘积，作为第一评价指标；所述第一评价指标和所述对比度衰减程度的比值为所述浮标质量评价指标。
[0011]优选的，所述以各采样点对应的采样点对比度的均值作为整体对比度，包括：以采样点的高度作为权重，对所述采样点对比度进行加权，获取加权之后的采样点对比度的均值，所述均值为整体对比度；所述采样点的高度为采样点的纵坐标。
[0012]本专利技术实施例至少具有如下有益效果：本专利技术采集海洋浮标图像和对应的浮标边缘轮廓；比较海洋浮标图像和浮标模板图像的浮标边缘轮廓的差异得到轮廓相似度；通过轮廓相似度可以从浮标形状方面对海洋浮标的质量进行评估；根据海洋浮标图像的浮标边缘轮廓上的采样点邻域内的不同类别像素点之间的灰度差异得到海洋浮标图像的整体对比度；基于不同距离下得到的海洋浮标图像的整体对比度的变化，获取对比度衰减程度；通过整体对比度和整体对比度随距离逐渐衰减的对比度衰减程度，可以从浮标的颜色特征和突出程度方面对海洋浮标的质量进行评估；基于轮廓相似度、整体对比度和对比度衰减程度得到浮标质量评价指标。本专利技术通过对海洋浮标图像的表面特征进行分析得到轮廓相似度，同时根据不同距离下浮标的整体对比度，计算出浮标的质量指标，实现了根据浮标的对比突出程度检测浮标的质量的目的。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
[0014]图1为本专利技术一个实施例所提供的一种海洋浮标生产质量检测方法的方法流程
图；图2为本专利技术一个实施例所提供的对数极坐标系的多个区域的示意图。
具体实施方式
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海洋浮标生产质量检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：采集海洋浮标图像，灰度化所述海洋浮标图像得到浮标灰度图；对所述浮标灰度图进行边缘检测得到浮标边缘轮廓；以所述浮标边缘轮廓的中心点为中心构建对数极坐标系，所述对数极坐标系包括多个区域，将所述浮标边缘轮廓上的像素点映射至所述对数极坐标系，得到每个区域内包含的像素点数量；比较所述海洋浮标图像的浮标边缘轮廓和浮标模板图像的浮标边缘轮廓对应的各区域内像素点的数量差异、中心点的距离和区域内像素点的高度，得到轮廓相似度；均匀选取所述海洋浮标图像的浮标边缘轮廓上的像素点作为采样点；计算采样点邻域内的浮标像素点、轮廓像素点和背景像素点之间的灰度差异，作为采样点对比度；以各采样点对应的采样点对比度的均值作为整体对比度；基于不同距离下得到的海洋浮标图像的整体对比度的变化，获取对比度衰减程度；基于所述轮廓相似度、所述整体对比度和所述对比度衰减程度，得到浮标质量评价指标。2.根据权利要求1所述的一种海洋浮标生产质量检测方法，其特征在于，所述浮标边缘轮廓的中心点的获取方法为：选取所述浮标边缘轮廓内任意像素点作为目标像素点，计算所述目标像素点与所述浮标边缘轮廓上各像素点的欧式距离之和；以最小的欧式距离之和对应的所述浮标边缘轮廓内的像素点作为所述浮标边缘轮廓的中心点。3.根据权利要求1所述的一种海洋浮标生产质量检测方法，其特征在于，所述比较所述海洋浮标图像的浮标边缘轮廓和浮标模板图像的浮标边缘轮廓的各区域内像素点的数量差异、中心点的距离和区域内像素点的高度，得到轮廓相似度，包括：所述轮廓相似度的计算公式为：其中，为所述轮廓相似度；为海洋浮标图像上浮标边缘轮廓在对数极坐标系中对应的第i个区域内像素点数量；为浮标模板图像上浮标边缘轮廓在对数极坐标系中对应的第i个区域内像素点数量；为海洋浮标图像上浮标边缘轮廓的中心点与浮标模板图像上浮标边缘轮廓的中心点的欧式距离；为海洋浮标图像上浮标边缘轮廓的中心点到对应的浮标边关轮廓上各像素点的欧式距离之和；为浮标模板图像上浮标边缘轮廓的中心点到对应的浮标边关轮廓上各像素点的欧式距离之和；为海洋浮标图像上浮标边缘轮廓在对数极坐标系中对应的第i个区域内的像素点在直角坐标系中的平均纵坐标；为海洋浮标图像上浮标边缘轮廓在直角坐标系中的最大纵坐标；为调节系数；为以自然常...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔长盼，裴振明，沈金峰，
申请(专利权)人：山东省蓝睿科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：