一种二维不规则形状物体面积的图像识别测量方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种二维不规则形状物体面积的图像识别测量方法及系统，其中，该方法包括：对两个标记点的中心位置测量得到两个标记点的中心位置的距离；对放置样品的纯色硬纸进行拍照并保存照片；根据两个标记点的中心位置的像素位置得到图像的比例尺，得到裁剪后图片；得到灰度化处理后的图片；得到二值化处理后的图片；得到封闭后的整体图像；得到填充后的图像；得到毛刺点去除的图像；提取毛刺点去除的图像中样品区域所在像素点区域，识别样品区域的像素面积和样品区域的中心位置；根据样品区域的像素面积和图像的比例尺得到样品区域的实际面积

【技术实现步骤摘要】
一种二维不规则形状物体面积的图像识别测量方法及系统


[0001]本专利技术属于材料检测
，尤其涉及一种二维不规则形状物体面积的图像识别测量方法及系统
。

技术介绍

[0002]在各类军用
、
民用卫星以及其他航天系列产品中，膜类材料及绸布类材料均具有广泛的应用，膜类材料的应用主要包括航天器热控多层的面膜及反射屏等，绸布类材料主要用于降落伞的伞衣等；基于航天的服役背景，无论是膜类材料还是绸布类材料，无论其使用工况，都具有轻量化的使用需求，且随着航天器搭载有效载荷的不断提升，随着深空探测飞行距离的不断拓展，任一部件轻量化的需求也越来越高，如航天器热控中温多层间隔层的面度要求从原先型号的
20g/m2下降新型号的
15g/m2。
随着轻量化要求的不断提升，传统牌号的膜类及绸布材料难以满足面密度的新要求，许多厂家根据新的面密度要求，进行牌号的升级或研制新牌号材料研制，定制化的新牌号材料不断出现
。
另一方面，厂家对新牌号材料的设计需统筹考虑到各方面的使用因素，面密度的单方面降低同时也会造成力学性能
、
形体稳定性等其他性能的下降，故新材料的设计密度往往刚刚能达到型号的使用要求
。
在以上背景下，需要找到一种方法，实现对二维片状材料面积的准确测量，进而准确地得到材料的实际面密度，并评估新研材料的面密度对型号使用要求的满足性
。
[0003]目前，测量二维片状材料面密度时其试样面积的测量计算方法较为粗糙，通常通过直尺测量二维材料的长边长度
L
及短板长度
W
，通过公式
S
＝
L
×
W
得到其面积
。
采用以上方法对面积进行测量时存在一些不准确因素
。1.
一些韧性较高的绸布类裁切时难以得到平整的边缘
(
标准中建议使用跨距精度可控且平行度可控的裁切工具进行裁切，但实际存在裁切工具的裁刀不适用与相应的材料导致无法良好切割的问题及跨距设死不适用于特定尺寸试样的裁切问题，故多数情况采用手工划线裁切
)
，边缘呈现或大或小的锯齿状形状
。2.
样品从整张原样中裁切时难以保证对边的平行度，以及临边的垂直度，导致样品形状非严格矩形
。3.
若试样边缘存在1中描述的不平整的现象，采用直尺难以准确测量，此外直尺的精度有限
。

技术实现思路

[0004]本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种二维不规则形状物体面积的图像识别测量方法及系统，可以有效的解决不规则区域面积测量问题，进而准确得到二维片状材料的面积，提升了航天器用二维片状材料的面积测量精度及测量效率问题，进而提升了材料面密度测量的准确性及效率
。
[0005]本专利技术目的通过以下技术方案予以实现：一种二维不规则形状物体面积的图像识别测量方法，包括：在纯色硬纸的边缘位置处标记两个标记点，其中，两个标记点的距离不小于
100mm
并且不大于纯色硬纸的长度；对两个标记点的中心位置测量得到两个标记点的中心位置的距离；将样品放置在纯色硬纸上，对放置样品的纯色硬纸进行拍照并保存照片；
识别照片中两个标记点的中心位置的像素位置，根据两个标记点的中心位置的像素位置得到图像的比例尺，并采用图像剪裁的方式在照片中剪裁掉两个标记点所在区域得到裁剪后图片；对裁剪后图片进行灰度化处理得到灰度化处理后的图片；识别灰度化处理后的图片的对比度并进行图像二值化处理得到二值化处理后的图片；
[0006]对二值化处理后的图片的边缘开放位置进行封闭得到封闭后的整体图像；对封闭后的整体图像中的样品区域内部的空洞进行填充得到填充后的图像；对填充后的图像中的样品区域以外的毛刺点进行去除得到毛刺点去除的图像；提取毛刺点去除的图像中样品区域所在像素点区域，识别样品区域的像素面积和样品区域的中心位置；根据样品区域的像素面积和图像的比例尺得到样品区域的实际面积
。
[0007]上述二维不规则形状物体面积的图像识别测量方法中，在识别灰度化处理后的图片的对比度并进行图像二值化处理得到二值化处理后的图片和若二值化处理后的图片中衬底的灰度高于样品的灰度，则对二值化处理后的图片的黑白进行反转之间还包括：若二值化处理后的图片中衬底的灰度高于样品的灰度，则对二值化处理后的图片的黑白进行反转
。
[0008]上述二维不规则形状物体面积的图像识别测量方法中，采用分辨率为
0.01
μ
m
的光学影像测量系统对两个标记点的中心位置测量得到两个标记点的中心位置的距离
。
[0009]上述二维不规则形状物体面积的图像识别测量方法中，样品与纯色硬纸的
RGB
色差不小于
100。
[0010]上述二维不规则形状物体面积的图像识别测量方法中，采用像素分辨率为
1200
万的高拍仪对放置样品的纯色硬纸进行拍照并保存照片
。
[0011]上述二维不规则形状物体面积的图像识别测量方法中，图像的比例尺通过如下公式得到：
[0012][0013]其中，
r
为图像的比例尺，为第
n
种颜色第
i
张上两标记点的实际距离，
m2为第二个标记点的像素横坐标，
m1为第一个标记点的像素横坐标，
n2为第二个标记点的像素纵坐标，
n1第一个标记点的像素纵坐标，
n
为纸张颜色编号，
i
为同种颜色纸张的尺寸编号
。
[0014]上述二维不规则形状物体面积的图像识别测量方法中，根据样品区域的像素面积和图像的比例尺得到样品区域的实际面积包括：将样品区域的像素面积与图像的比例尺的平方进行乘积得到样品区域的实际面积
。
[0015]一种二维不规则形状物体面积的图像识别测量系统，包括：第一模块，用于在纯色硬纸的边缘位置处标记两个标记点，其中，两个标记点的距离不小于
100mm
并且不大于纯色硬纸的长度；第二模块，用于对两个标记点的中心位置测量得到两个标记点的中心位置的距离；第三模块，用于对放置样品的纯色硬纸进行拍照并保存照片；第四模块，用于识别照片中两个标记点的中心位置的像素位置，根据两个标记点的中心位置的像素位置得到图像的比例尺，并采用图像剪裁的方式在照片中剪裁掉两个标记点所在区域得到裁剪后图片；第五模块，用于对裁剪后图片进行灰度化处理得到灰度化处理后的图片；第六模块，用于识别灰度化处理后的图片的对比度并进行图像二值化处理得到二值化处理后的图片；第七模
块，用于对二值化处理后的图片的边缘开放位置进行封闭得到封闭后的整体图像；第八模块，用于对封闭后的整体图像中的样品区域内部的空洞进行填充得到填充后的图像；第九模块，用于对填充后的图像中的样品本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种二维不规则形状物体面积的图像识别测量方法，其特征在于包括：在纯色硬纸的边缘位置处标记两个标记点，其中，两个标记点的距离不小于
100mm
并且不大于纯色硬纸的长度；对两个标记点的中心位置测量得到两个标记点的中心位置的距离；将样品放置在纯色硬纸上，对放置样品的纯色硬纸进行拍照并保存照片；识别照片中两个标记点的中心位置的像素位置，根据两个标记点的中心位置的像素位置得到图像的比例尺，并采用图像剪裁的方式在照片中剪裁掉两个标记点所在区域得到裁剪后图片；对裁剪后图片进行灰度化处理得到灰度化处理后的图片；识别灰度化处理后的图片的对比度并进行图像二值化处理得到二值化处理后的图片；对二值化处理后的图片的边缘开放位置进行封闭得到封闭后的整体图像；对封闭后的整体图像中的样品区域内部的空洞进行填充得到填充后的图像；对填充后的图像中的样品区域以外的毛刺点进行去除得到毛刺点去除的图像；提取毛刺点去除的图像中样品区域所在像素点区域，识别样品区域的像素面积和样品区域的中心位置；根据样品区域的像素面积和图像的比例尺得到样品区域的实际面积
。2.
根据权利要求1所述的二维不规则形状物体面积的图像识别测量方法，其特征在于：在识别灰度化处理后的图片的对比度并进行图像二值化处理得到二值化处理后的图片和若二值化处理后的图片中衬底的灰度高于样品的灰度，则对二值化处理后的图片的黑白进行反转之间还包括：若二值化处理后的图片中衬底的灰度高于样品的灰度，则对二值化处理后的图片的黑白进行反转
。3.
根据权利要求1所述的二维不规则形状物体面积的图像识别测量方法，其特征在于：采用分辨率为
0.01
μ
m
的光学影像测量系统对两个标记点的中心位置测量得到两个标记点的中心位置的距离
。4.
根据权利要求1所述的二维不规则形状物体面积的图像识别测量方法，其特征在于：样品与纯色硬纸的
RGB
色差不小于
100。5.
根据权利要求1所述的二维不规则形状物体面积的图像识别测量方法，其特征在于：采用像素分辨率为
1200
万的高拍仪对放置样品的纯色硬纸进行拍照并保存照片
。6.
根据权利要求1所述的二维不规则形状物体面积的图像识别测量方法，其特征在于：图像的比例尺通过如下公式得到：其中，
r
为图像的比例尺，为第
n
种颜色第
i
张上两标记点的实际距离，
m2为第二个标记点的像素横坐标，
m1为第一个标记点的像素横坐标，
n2为第二个标记点...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵炜，邢焰，高鸿，李岩，王向轲，汪洋，吴冰，何端鹏，孔静，
申请(专利权)人：中国空间技术研究院，
类型：发明
国别省市：