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图像处理方法说明:四直线交点

发布时间:2021-05-14 11:22   类型:应用案例   人浏览

4 直线交点,通过直线拟合模块寻找直线边后,计算 4 组直线交点,求其平均值作为结果输出。

匹配作为粗定位使用,直线拟合模块根据粗定位自动改变位置;对于目标比较固定的情况,可不采用粗定位功能。

当不需要粗定位时,可跳过匹配类参数调整,直接对测量类参数进行调整。

 

通过图像方法主处理下拉框选择 4 直线交点 

【鼠标操作】通过鼠标改变 ROI 大小并拖放至合适区域作为学习的模板。

鼠标改变 LGA、 LGB、LGC 及 LGD 模块的角度和位置进行直线拟合;特别地,鼠标左键在模块的中点双击可改变寻边模式(黑到白 或 白到黑) 

【方法学习】保存该方法及模板

VPP:表示有效点百分比例 

【特别注意】LGA、LGB、LGC、LGD 需要摆放成顺或逆时针位置 


点击高级参数进行匹配类参数调整 

【个数】希望寻找的目标数量

【分数】目标与模板间的相似度分数

【比例容差】目标与模板间的大小比例变化

【角度基准】目标在图像中的旋转角度

【角度容差】在<角度基准>基础上的寻找角度范围

【匹配位置】分数最大,最左边的,最右边的,最上边的,最下边的

            当图像中存在多个目标时,可选择返回其中符合位置的一个。

【相关模式】Standard、Gain Normalized、Offset Normalized 及 Normalized

                     Standard:目标区域与模板间直接的相关度计算

                     Gain Normalized:针对图像产生对比度变化,先进行增益归一化后再进行相关度计算

                     Offset Normalized:针对光照引起的明暗变化,先进行像素值整体偏移归一化后再进行相关度计算

                     Normalized:考虑 Gain 和 Offset 变化的归一化相关度计算方式

【模板修改】弹出模板修改框对模板进行修改


模板修改 

如模板存在干扰区域,可通过鼠标操作进行模板修改。

如下图,算法将不再考虑被涂的红色区域像素。


Gauge 量测模块参数调整 

【使用匹配粗定位】 选择是否需要粗定位。勾选后,量测模块的姿态将跟随匹配到的目标姿态进行改变

【匹配是否考虑预处理效果】 勾选后,匹配算法将在未经过预处理的图像上寻找目标。这是由于有时经过预处理后的图像更利于寻边,但却不利于匹配处理。

【采样点】 勾选后,显示所有直线上的特征点,对调整下面的高级参数有帮助。如下图:


【测量参数】

形状的拟合,首先是通过在设定的方向上寻找出边缘点,再进行相关形状的拟合的。测量参数全部都是针对每一条路径上的像素曲线变化率进行操作的。

形状拟合中某一条路径的寻点 路径上的像素曲线及其变化率

    上右图中,红色曲线代表了左图中红色路径上像素值的排列;蓝色线代表了像素值曲线的变化率, 数学上是像素值曲线的一阶导数。可以简单地理解,变化率曲线上的一个峰或一个谷对应的就是一个边缘上的过渡点,即是我们要寻找的边缘点。

形状拟合的基础是每一条路径上的寻找边缘点操作,而寻找边缘点操作主要是对像素曲线变化率的控制。


 像素变化率曲线上会有若干个概念,如下图所示:

上图中,蓝色为像素变化率曲线。底下的蓝色直线代表的是 Threshold;Threshold 与峰值(或谷值)

之间的差称为 Amplitude;由 Threshold 及高于 Threshold 以上的变化率曲线围成的称为 Area。

 

<1> 选择:包括 From Begin、From End、Largest Amplitude、Largest Area 及 Closet

           可能在一条路径上会寻找到若干个过渡点,通过该参数控制选取哪一个作为边缘点。From Begin:指从设定寻点方向开始的第一个过渡点作为边缘点

From End: 指从设定寻点方向开始的最后一个过渡点作为边缘点Largest Amplitude:以 Amplitude 最大值的过渡点作为边缘点Largest Area:以 Area 最大值的过渡点作为边缘点

Closet:以最靠近拟合模块的中点线的过渡点作为边缘点

下面 3 图分别为 Largest Area、Largest Amplitude 及 From Begin 情况下的选择的边缘点。





<2>采样步长:
形状拟合过程中的采样点间隔

<3>阈值: 高于此值的像素变化率峰值(或谷值)才被考虑成过渡点

<4>滤波:径向平滑系数,可过滤路径上像素噪点


滤波 = 0                                                            滤波 = 9

拟合路径上有一黑色噪点,调整滤波值做中值滤波,噪点被过滤,最终选择了下方的拟合点。

<5>邻比:形状拟合时,一条路径上可能出现多个过渡点。该参数表示当前边缘点的选择参考邻近多少个路径的取点情况。

邻比 = 0                                                        邻比 = 9

调整邻比值表示右上图中的紫色窗口,当前路径将参考紫色窗口内其它点的选择情况,放弃黑色噪点。

<6>最小幅值:高于此值的像素变化率曲线值才被考虑成边缘点

<7>最小面积:高于此值的像素变化率曲线值才被考虑成边缘点

 

【差异点剔除】

差异点是远离有效点集合的点,它的出现会影响形状(直线、圆、矩形)的逼近程度,需要将其剔除。下图所示为剔除圆上的差异点:

<1>滤波次数:在拟合过程中检测差异点的次数

<2>滤波阈值:该值的倒数即为所有边缘点到拟合出的直线的平均距离。

          到拟合直线距离大于该平均距离的点即为差异点。

<3>有效点比例:未被剔除的点即为有效点,该参数表示有效点占所有边缘点的比例。

            该参数能检测出直线边是否有损坏。

【两直线的夹角误差】一般地,我们认为两直线的夹角是 90 度。该参数表示实际中两直线夹角的容差。

如设置为 5 时,表示两直线夹角为 85 度至 95 度之间均可被接受。

函数取值 

    执行 SY_IP_ImgProc()进行处理后,返回 ImgProcResult 结构体,其中 X、Y 为结果坐标。 

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