[发明专利]一种数字水准仪的条码标尺图像定位和识别检测方法

说明书

本发明公开了一种数字水准仪的条码标尺图像定位和识别检测方法，采集二维灰度图像，利用高斯函数对采集的二维灰度图像做卷积处理，抑制噪声，利用单方向的Sobel算子对抑制噪声后的图像进行水平边缘的锐化增强处理，从中间一列分别向左右两侧做列扫描，分别得到左侧像素列的灰度分布曲线和右侧像素列的灰度分布曲线，统计左侧和右侧分划线纹边缘点的个数，定位分划线纹图像的左、右边界，明确水准标尺条码部分在背景中的上边界或下边界，完成水准标尺条码图像区域的分割对水准标尺图像进行识别检测。本发明解决了现有二维水准测量标尺识别方法速度慢及精度低的问题。

技术领域

本发明属于测绘技术领域，具体涉及一种数字水准仪的条码标尺图像定位和识别检测方法。

背景技术

数字水准测量系统由条码尺、主机及数据处理软件三部分组成。其中条码尺主要通过不同宽度的条码组合来表征标尺上的不同高度，经光学系统成像在图像传感器上，由微型计算机读取电信号并通过数字图像处理实现标尺编码信息的解码工作，快速实现高程的精确测量。

现有条码尺的编解码原理主要有相关法、相位法和几何法，其对应的条码均为一维条码，相应的主机均采用线阵CCD传感器，用一列条码像素进行数据处理。这样仅利用一维信息的方法，易受遮挡、倾斜、光照不均匀等多方面因素的干扰，解码算法复杂并且计算时间较长，测量速度慢并且目前的识别方法主要基于图像灰度的阈值化分割，边缘检测精度低。

发明内容

本发明的目的是提供一种数字水准仪的条码标尺图像定位和识别检测方法，解决现有二维水准测量标尺识别方法速度慢及精度低的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种数字水准仪的条码标尺图像定位和识别检测方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，采集二维灰度图像；

步骤2，利用高斯函数对步骤1采集的二维灰度图像做卷积处理，抑制噪声；

步骤3，利用单方向的Sobel算子对步骤2中抑制噪声后的图像进行水平边缘的锐化增强处理；

步骤4，对步骤3中锐化增强处理后的图像从中间一列分别向左右两侧做列扫描，分别得到左侧一列像素的灰度分布曲线和右侧一列像素的灰度分布曲线；

左侧一列像素灰度分布曲线的波峰、波谷对应步骤1中二维灰度图像上左侧分划线纹边缘点，右侧一列像素灰度分布曲线的波峰、波谷对应步骤1中二维灰度图像上右侧分划线纹边缘点，并对左侧一列像素灰度分布曲线和右侧一列像素灰度分布曲线进行处理获取左侧分划线纹边缘和右侧分划线纹边缘；

步骤5，分别统计步骤4中左侧分划线纹边缘点和右侧分划线纹边缘点的个数，定位分划线纹图像的左边界和右边界；

步骤6，根据步骤5中左侧分划线纹边缘点的位置明确水准标尺条码部分在背景中的上边界或下边界，完成水准标尺条码图像区域的分割；

步骤7，根据步骤6分割的水准标尺条码图像区域对水准标尺图像进行识别检测。

本发明的特点还在于，

步骤1中采集二维灰度图像采用面阵CCD传感器且成像视场宽度方向的中心瞄准竖直放置的水准标尺中心。

步骤4中对左侧一列像素灰度分布曲线和右侧一列像素灰度分布曲线处理的过程具体为：

步骤4.1，设定灰度阈值T1，将左侧一列像素灰度与灰度阈值T1进行比较，确定左侧一列灰度分布曲线的波峰，左侧一列像素灰度分布曲线上大于灰度阈值T1的波峰所对应的坐标位置为左侧分划线纹由亮到暗变化的边缘点；

设定灰度阈值T3，将右侧一列像素灰度与灰度阈值T3进行比较，确定右侧一列灰度分布曲线的波峰，右侧一列像素灰度分布曲线上大于灰度阈值T3的波峰所对应的坐标位置为右侧分划线纹由亮到暗变化的边缘点；