[发明专利]一种基于光强变换和聚类的量筒读数方法

权利要求书

1.一种基于光强变换和聚类的量筒读数方法，用以实现在室外弱光环境下的量筒准确度数，其特征在于，包括以下步骤：

1)将拍摄到的包含量筒式仪表盘的图片作为输入图片，并计算得到输入图片的亮度值；

2)根据给定输入图片中量筒所在的位置和对应旋转角度，对输入图片进行裁剪和旋转操作，使得裁剪后图片的量筒呈竖直状态；

3)将裁剪后的图片映射到HSV色域上，并根据图片的亮度值对Value通道进行亮度调节后，再转回到RGB色域；

4)对量筒所在的位置区域进行聚类，利用聚类中心和液体颜色所占百分比得到量筒读数，并在图片中加以标明显示；

所述的步骤1)中，输入图片的亮度值的计算式为：

其中，r、g分别为R、G的通道值；

所述的步骤2)具体包括以下步骤：

201)根据量筒所在位置对输入图片进行裁剪；

202)对裁剪后的图片进行标准化处理；

203)根据旋转角度构建旋转矩阵，对标准化处理后的裁剪图像进行仿射变换，使得图片中的量筒保持竖直正向；

所述的步骤3)具体包括以下步骤：

301)将仿射变换处理后的图片转换到HSV色域；

302)根据图片亮度值对图片Value通道值进行相应调整；

303)完成调整后，将图片从HSV色域转回到RGB色域；

所述的步骤302)为：

根据量筒所在的实际环境设置图片亮度的上下限阈值，当图片亮度值超出上下限阈值范围时，则将图片Value通道值按照超过上限阈值进行数值减少，低于下限阈值进行数值增加的方式进行调整，使得图片亮度值处于上下限阈值范围内；

所述的图片亮度的上下限阈值分别为100和30；

所述的步骤4)具体包括以下步骤：

401)采用K-Means模型，并设置聚类类别数目为2，用以分别表示液柱所在区域和无液柱区域；

402)将图片中量筒所在区域的像素点输入K-Means模型中进行聚类，得到两个聚类中心，每一个像素点在进行分类后，根据液柱所在区域像素的分类标签确定液体标签，并以此计算液柱所占百分比，并完成视频读数。

2.根据权利要求1所述的一种基于光强变换和聚类的量筒读数方法，其特征在于，所述的步骤402)中，图片中量筒所在区域的像素点在分类后，每个像素点对应一个分类标签，即液柱所在区域或无液柱区域，计算所有标签为液柱所在区域对应像素点的占比，即为液柱所占百分比。

3.根据权利要求1所述的一种基于光强变换和聚类的量筒读数方法，其特征在于，在进行视频读数时，考虑到视频中不同帧之间改变较小的特点，采用窗口平均的方式使得最终的读数结果更为稳定，采用窗口大小为100。

4.根据权利要求3所述的一种基于光强变换和聚类的量筒读数方法，其特征在于，实现该量筒读数方法的量筒读数装置，包括：

相机：用以拍摄得到包含量筒式仪表盘的图片，并通过传输线发送给存储器；

存储器：用以存储运行量筒读数方法步骤的计算机程序；

处理器：用以调用存储器中的计算机程序，执行量筒读数方法的步骤。