[发明专利]一种基于计算机视觉的气密性检测中气泡体积计算方法

权利要求书

1.一种基于计算机视觉的气密性检测中气泡体积计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.将利用不同曝光时长获得的气泡图像输入语义分割神经网络，根据得到的不同曝光时长的语义分割效果图以及气泡速率模型获取气泡平均速率；

S2.将初始曝光时长下采集到的气泡图像以设定帧数分段，对各段中所有所述气泡图像进行帧差叠加，得到各段的气泡轨迹线图；

S3.根据所述气泡轨迹线图得到气泡轨迹线宽度以及轨迹线倾斜值，并根据所述气泡轨迹线宽度以及标准气泡轨迹线宽度，计算得到轨迹线宽度比值；

S4.基于所述轨迹线宽度比值以及所述轨迹线倾斜值，利用稳态度量模型得到稳态度量系数，选取最大的所述稳态度量系数对应分段的时间长度作为稳定时间值，其包含的所述气泡图像作为稳定气泡图，同时记录对应分段内的体积变化值；

S5.利用边缘检测算法选取所有所述稳定气泡图中的最稳定气泡图，根据所述最稳定气泡图和所述气泡轨迹线图得到气泡运动长度；

S6.根据所述气泡运动长度以及所述气泡平均速率计算得到单个的气泡浮出时间；

S7.将所述稳定时间值、所述气泡浮出时间以及所述体积变化值输入气泡体积模型，得到单个的正常气泡体积。

2.如权利要求1所述的一种基于计算机视觉的气密性检测中气泡体积计算方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：

S11.设置初始曝光时长，依次增加预设曝光步长调整曝光时长，将不同曝光时长下的气泡图像输入语义分割神经网络，得到不同曝光时长的语义分割效果图；

S12.根据所述语义分割效果图，得到相邻两帧中气泡底端在同一水平面的气泡顶端坐标，并利用最小外接矩形得到相邻两帧的气泡拖影长度和当前帧的气泡宽度，计算相邻两帧的气泡拖影长度差值；

S13.根据所述气泡拖影长度差值计算气泡移动速度；

S14.根据相邻两帧的所述气泡顶端坐标计算气泡距离高度；

S15.将所述气泡移动速度、所述气泡拖影长度差值、所述气泡距离高度以及所述气泡宽度输入预先建立的气泡速率模型，得到气泡平均速率。

3.如权利要求1所述的一种基于计算机视觉的气密性检测中气泡体积计算方法，其特征在于：相邻两帧包括当前帧和下一帧所述语义分割效果图。

4.如权利要求1所述的一种基于计算机视觉的气密性检测中气泡体积计算方法，其特征在于，所述步骤S5还包括：

利用所述边缘检测算法获取噪声气泡数量；

通过连通域获取正常气泡面积以及噪声气泡面积，计算两者的气泡面积比值，并将所述气泡面积比值输入所述气泡体积模型。

5.如权利要求1所述的一种基于计算机视觉的气密性检测中气泡体积计算方法，其特征在于，所述稳态度量模型为：

式中，C_a表示稳态度量系数，d表示轨迹线宽度比值，ε表示轨迹线倾斜值，α、β表示权重系数。

6.如权利要求5所述的一种基于计算机视觉的气密性检测中气泡体积计算方法，其特征在于，满足最稳定气泡图的条件至少包括：

a.在所有所述稳定气泡图中无所述噪声气泡或者所述噪声气泡最少；

b.即将冒出水面的气泡的底端与所述水面基本位于同一水平线上。

7.如权利要求4所述的一种基于计算机视觉的气密性检测中气泡体积计算方法，其特征在于，所述气泡体积模型为：

式中，V_q表示正常气泡体积，ΔV表示体积变化值，T表示稳定时间值，t表示单个的气泡浮出时间，S表示气泡面积比值，A表示噪声气泡数量。

8.如权利要求1所述的一种基于计算机视觉的气密性检测中气泡体积计算方法，其特征在于：在所述步骤S1之前，需对所述气泡图像进行预处理。

9.如权利要求1所述的一种基于计算机视觉的气密性检测中气泡体积计算方法，其特征在于：所述语义分割神经网络采用编码器-解码器基础结构。