一种喷雾机喷雾质量检测方法技术

本发明专利技术涉及图像处理技术领域，提出了一种喷雾机喷雾质量检测方法，包括：获取喷雾图像及喷雾灰度图像；获得每个像素点的显著度，根据每个像素点的显著度对每个像素点计算获得每个像素点的分割差异度，根据每个像素点的分割差异度和显著度得到每个像素点的有效系数；根据有效系数获得水滴区域的边缘像素点，根据像素点的有效系数得到窗口区域内每个像素点的有效系数相对差；根据像素点的有效系数相对差得到每个像素点的边缘代价，判断像素点为独立水滴或粘连水滴；获得距离喷雾机喷嘴L距离的雾化均匀指数，根据雾化均匀指数判断喷雾机的喷雾质量；本发明专利技术消除了水滴扩散过程中干扰导致的水滴粘连对喷雾质量检测的影响，提高了检测精度。检测精度。检测精度。

【技术实现步骤摘要】
一种喷雾机喷雾质量检测方法


[0001]本专利技术涉及图像处理
，具体涉及一种喷雾机喷雾质量检测方法。

技术介绍

[0002]喷雾机是由液箱、搅拌器、空气室、喷头、阀门等部件组成，主要针对粉尘的机械产品，喷雾器依靠气流作用进行喷雾，主要用于农业上除虫剂的喷洒或者医用消毒液的喷洒，根据使用场景和使用方式的不同，喷雾机分为塔式喷雾机，移动式喷雾机，固定式喷雾机。
[0003]喷雾机利用大功率风机把水雾化成毫米级别大小的水滴，喷洒到空中。喷雾机喷雾质量的检测主要通过几个方面进行，一是光学方法的喷雾质量检测，利用光学原理，借助高精度的仪器实现水滴的检测，这种方法对喷雾机的工作环境要求较高；二是通过计算机图像分析的方法，获取喷雾机喷雾图像，通过对喷雾图像的处理获取喷雾水滴的检测结果，这种方法适用绝大多数喷雾机的工作场景，但是检测结果的精度并不高；第三种方法是基于喷雾水滴沉积在标靶上的物质进行检测的方法，是目前使用频率较低的方法。喷雾质量的检测主要是针对雾化后水滴的检测，通过监测水滴的粒径大小和分布情况判断喷雾质量，是提升喷雾机效率的重要环节。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种喷雾机喷雾质量检测方法，以解决现有的喷雾图像中水滴颗粒分布情况导致的检测速度较慢，喷雾图像中水滴粘连现象影响喷雾质量检测的精确率的问题，所采用的技术方案具体如下：本专利技术一个实施例提供了一种喷雾机喷雾质量检测方法，该方法包括以下步骤：获取喷雾图像及喷雾灰度图像；获得每个像素点的显著度，在喷雾灰度图像中获得若干窗口区域，对每个窗口区域进行初次分割得到背景像素点、非背景像素点以及分割阈值，根据背景像素点、非背景像素点以及分割阈值得到第一差值以及第二差值，根据第一差值、第二差值以及每个像素点的显著度获得每个像素点的分割差异度，根据每个像素点的分割差异度和显著度得到每个像素点的有效系数；根据有效系数获得水滴区域，获得窗口区域内水滴区域的边缘像素点，根据窗口区域内每个像素点的有效系数、所有边缘像素点的有效系数以及边缘像素点周围邻域内有效系数最小值得到窗口区域内每个像素点的有效系数相对差；根据每个像素点的有效系数相对差以及像素点到边缘像素点的欧氏距离得到每个像素点的边缘代价，根据边缘代价判断像素点为独立水滴或粘连水滴；获得喷雾图像中喷雾机喷嘴的位置，获得距离喷雾机喷嘴L距离的雾化均匀指数，根据雾化均匀指数判断喷雾机的喷雾质量。
[0005]优选的，所述喷雾图像为RGB图像且该喷雾图像的内容是喷雾机喷嘴到地面之间所有雾化水滴区域。
[0006]优选的，所述获得每个像素点的显著度的方法为：将喷雾图像转换为Lab颜色空间中，在Lab颜色空间中计算所有像素点在不同分量的分量均值，将每个像素点的每个分量与对应的分量均值作差后相加获取每个像素点的显著度。
[0007]优选的，所述在喷雾灰度图像中获得若干窗口区域，对每个窗口区域进行初次分割得到背景像素点、非背景像素点以及分割阈值的方法为：在喷雾灰度图中获取若干大小的滑动窗口，滑动窗口移动的步长为滑动窗口的步长，每个滑动窗口为一个窗口区域，使用Otsu算法对每个窗口区域进行分割得到分割阈值，将灰度值大于分割阈值的像素点记为背景像素点，将灰度值小于等于分割阈值的像素点为非背景像素点。
[0008]优选的，所述根据背景像素点、非背景像素点以及分割阈值得到第一差值以及第二差值的方法为：将非背景像素点中每个像素点的灰度值与分割阈值作差，其差值记为第二差值，对于所有背景像素点，将与窗口区域每个像素点显著度相等的像素点的灰度值与分割阈值作差得到第一差值。
[0009]优选的，所述根据第一差值、第二差值以及每个像素点的显著度获得每个像素点的分割差异度的方法为：式中，表示与像素点i显著值相等的所有像素点中第z个像素点的灰度值与分割阈值的差值即第一差值，是第j个像素点的灰度值与分割阈值的差值即第二差值，其中像素点z在第一背景区域中，第j个像素点在第一非背景区域中，表示中与像素点i显著度相等的像素点数量，M是中像素点的数量，是像素点i的分割差异度。
[0010]优选的，所述根据有效系数获得水滴区域的方法为：设定预设有效阈值，当像素点的有效系数小于有效阈值时，所述像素点为背景像素点，像素点的有效系数大于等于有效阈值时，所述像素点为非背景像素点，在每个窗口区域内将背景像素点筛除，剩余的像素点为水滴像素点，水滴像素点构成的区域记为水滴区域。
[0011]优选的，所述根据窗口区域内每个像素点的有效系数、所有边缘像素点的有效系数以及边缘像素点周围邻域内有效系数最小值得到窗口区域内每个像素点的有效系数相对差的计算方法为：
式中，f是像素点q所在水滴区域边缘上的像素点，是以点f为中心的八邻域内像素点有效系数的最小值，是像素点q的有效系数，是像素点f的有效系数，为像素点q的有效系数相对差，是像素点q所在水滴区域边缘像素点的数量。
[0012]优选的，所述根据每个像素点的有效系数相对差以及像素点到边缘像素点的欧氏距离得到每个像素点的边缘代价的方法为：对窗口区域内的每个像素点计算该像素点与其所在水滴区域内所有边缘像素点的欧氏距离，令欧氏距离累加作为该像素点到水滴区域所有边缘像素点的距离之和，令每个像素点得到水滴边缘像素点距离之和与有效系数相对差的乘积作为该像素点的边缘代价。
[0013]优选的，所述获得距离喷雾机喷嘴L距离的雾化均匀指数的方法为：距离L指窗口区域中心点与喷雾图像中喷嘴处连线在水平方向上的投影距离为L，对于距离喷雾机喷嘴处L的所有窗口区域，计算窗口区域中的水滴占比，并计算非背景像素点数量与窗口区域总像素点数量之比，计算窗口区域中独立水滴与粘连水滴的分布比值即水滴分布，获得距离喷雾机喷嘴处L的所有窗口水滴占比的分布方差以及水滴分布的分布方差，令距离喷雾机喷嘴处L的所有窗口区域面积比上水滴分布的分布方差与水滴占比的分布方差获得雾化均匀指数。
[0014]本专利技术的有益效果是：本专利技术提出一种喷雾机喷雾质量检测方法，针对雾化水滴扩散过程的粘连现象和水滴受干扰不稳定的问题，像素点的有效系数是通过像素点对窗口区域不同类像素点分割的影响和像素点在整幅喷雾图像中的明亮程度计算得到，其有益效果在于无论喷雾机的功率大小，都能准确获取喷雾图像的背景区域和水滴区域的识别结果。雾化均匀指数是通过距离喷雾机喷嘴距离一致的窗口区域内不同水滴的分布情况获取的，雾化均匀指数的有益效果在于考虑了独立水滴和粘连水滴的分布占比，消除了水滴扩散过程中干扰导致的水滴粘连对喷雾质量检测的影响。最终通过雾化均匀指数G得到了喷雾机喷雾质量的检测结果。
附图说明
[0015]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，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地介绍，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1为本专利技术的一个实施例所提供一种喷雾机喷雾质量检测方法的流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种喷雾机喷雾质量检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：获取喷雾图像及喷雾灰度图像；获得每个像素点的显著度，在喷雾灰度图像中获得若干窗口区域，对每个窗口区域进行初次分割得到背景像素点、非背景像素点以及分割阈值，根据背景像素点、非背景像素点以及分割阈值得到第一差值以及第二差值，根据第一差值、第二差值以及每个像素点的显著度获得每个像素点的分割差异度，根据每个像素点的分割差异度和显著度得到每个像素点的有效系数；根据有效系数获得水滴区域，获得窗口区域内水滴区域的边缘像素点，根据窗口区域内每个像素点的有效系数、所有边缘像素点的有效系数以及边缘像素点周围邻域内有效系数最小值得到窗口区域内每个像素点的有效系数相对差；根据每个像素点的有效系数相对差以及像素点到边缘像素点的欧氏距离得到每个像素点的边缘代价，根据边缘代价判断像素点为独立水滴或粘连水滴；获得喷雾图像中喷雾机喷嘴的位置，获得距离喷雾机喷嘴L距离的雾化均匀指数，根据雾化均匀指数判断喷雾机的喷雾质量。2.根据权利要求1所述的一种喷雾机喷雾质量检测方法，其特征在于，所述喷雾图像为RGB图像且该喷雾图像的内容是喷雾机喷嘴到地面之间所有雾化水滴区域。3.根据权利要求1所述的一种喷雾机喷雾质量检测方法，其特征在于，所述获得每个像素点的显著度的方法为：将喷雾图像转换为Lab颜色空间中，在Lab颜色空间中计算所有像素点在不同分量的分量均值，将每个像素点的每个分量与对应的分量均值作差后相加获取每个像素点的显著度。4.根据权利要求1所述的一种喷雾机喷雾质量检测方法，其特征在于，所述在喷雾灰度图像中获得若干窗口区域，对每个窗口区域进行初次分割得到背景像素点、非背景像素点以及分割阈值的方法为：在喷雾灰度图中获取若干大小的滑动窗口，滑动窗口移动的步长为滑动窗口的步长，每个滑动窗口为一个窗口区域，使用Otsu算法对每个窗口区域进行分割得到分割阈值，将灰度值大于分割阈值的像素点记为背景像素点，将灰度值小于等于分割阈值的像素点为非背景像素点。5.根据权利要求1所述的一种喷雾机喷雾质量检测方法，其特征在于，所述根据背景像素点、非背景像素点以及分割阈值得到第一差值以及第二差值的方法为：将非背景像素点中每个像素点的灰度值与分割阈值作差，其差值记为第二差值，对于所有背景像素点，将与窗口区域每个像素点显著度相等的像素点的灰度值与分割阈值作差得到第一差值。6.根据权利要求1所述的一种喷雾机喷雾质量检测方法，其特征在于，所述根据第...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宏博，张玉宁，佟龙，张磊，梁东勋，
申请(专利权)人：山东大拇指喷雾设备有限公司，
类型：发明
国别省市：