[发明专利]一种水位测量方法

权利要求书

1.一种水位测量方法，用于对带有“E”字符图案的水尺照片进行识别，以测量获得水位值，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤A：图像预处理步骤：对所述水尺照片中的图像进行中值滤波和图像均衡化处理，去除所述图像中的局部噪声和增强对比度，以获得预检测图像；

步骤B：对所述预检测图像先进行颜色提取，将其转化成二值化图像；检测所述二值化图像中“E”字符图案，记录所述“E”字符图案在水尺上的位置；

步骤C：根据所述“E”字符图案在水尺上的位置，获取最上端“E”字符中心点的位置，对该位置的X坐标向左扩展30个像素距离，向上扩展60个像素，从而确定水尺区域的原点位置；再根据水尺在图像上所占的像素尺寸，最终提取出水尺局部图像；

步骤D：采用霍夫直线检测算法对所述水尺局部图像进行直线检测，得到区域内所有的直线集合；根据“E”字符的检测结果，对直线进行筛选，仅保留所有“E”字符范围内的直线；根据斜率对直线进行筛选，仅保留接近竖直的直线；获取筛选后所有直线上Y坐标最大值和最小值，并以“E”字符范围内任意一X坐标位置做竖直直线，得到最终水面以上的水尺线，从而得到水面与水尺的交界处的Y坐标像素值；

步骤E：在摄像头和水尺都固定后拍摄一张水尺图像，获取水尺像素值及其对应的实际值并保存；采用多项式拟合的方式对保存的数据进行拟合，得到水尺像素值和实际值之间的关系公式；

步骤F：将步骤D中所述Y坐标像素值代入步骤E中标定得到的关系公式中，计算得到最终的水位值。

2.如权利要求1所述的水位测量方法，进一步包括如下步骤：

事先将多个经过步骤A获得的预检测图像，先进行颜色提取，将其转化成二值化图像；

在所述二值化图像上截取100张完整的“E”字符图像，作为机器学习训练的正样本，同时在所述二值化图像上随机截取2000张不包含“E”字符的背景图像作为负样本；

对所述正、负样本进行尺寸归一化处理，并对所有样本提取各自的Haar-like特征并保存；

将所述正、负样本的Haar-like特征输入到构造好的Adaboost分类器中进行训练，得到训练数据；

在所述步骤B中，检测所述二值化图像中“E”字符图案时，读入所述训练好的数据，遍历整个图像中符合所述训练好的数据中“E”字符特征的位置，即为所述“E”字符图案在水尺上的位置。