[发明专利]基于计算机视觉的高强传送带跑偏检测方法

权利要求书

1.一种基于计算机视觉的高强传送带跑偏检测方法，其特征在于，该方法包括：

获取高强传送带运动过程中至少两帧传送带图像；将所述传送带图像分割为预设尺寸的像素块；

获取传送带的疑似运动方向，根据所述传送带图像中每个所述像素块的梯度方向与传送带的所述疑似运动方向之间差异获取对应像素块的方向特征值；依据像素块所处的位置与所述方向特征值获取对应像素块的匹配特征值；

根据传送带图像中每个像素块与其邻域内其他像素块的周围分布信息的差异，及所述匹配特征值获取每个像素块的分布差异值；结合每个像素块与其邻域内像素块之间的灰度差异、所述分布差异值与所述方向特征值获取像素块的匹配可信度；

将传送带图像中每个像素块与其相邻帧图像内的像素块进行匹配，根据待匹配的两个像素块之间的灰度差异、其邻域内对应像素块的所述分布差异值的差异与所述匹配可信度获取待匹配的两个像素块的匹配差异度；

基于所述匹配差异度获取匹配像素块对，根据所述匹配像素块对获得运动向量，根据运动向量对高强传送带进行跑偏检测；

所述疑似运动方向的获取方法，包括：

将所述传送带图像放入平面直角坐标系中，以传送带图像的左下角作为平面直角坐标系的坐标原点；

对所述传送带图像进行霍夫直线检测获取待测直线；

设置长度阈值；统计所述待测直线上像素点的数量，将像素点数量大于等于长度阈值的待测直线作为传送带边缘直线；

将所述传送带边缘直线的两个端点中与所述坐标原点之间距离较小的端点作为传送带边缘直线的起点，距离较大的端点作为传送带边缘直线的终点，得到所述传送带边缘直线对应的边缘向量，将所有所述边缘向量相加得到传送带向量，将所述传送带向量与预设向量之间的角度作为所述疑似运动方向；

所述匹配特征值的获取方法，包括：

将每个像素块内像素点的灰度值均值作为对应像素块的灰度特征值；

基于像素块的所述灰度特征值使用区域生长算法获取连通域；将位于所述连通域边缘位置的像素块作为边缘像素块；

将每个像素块所在连通域内各边缘像素块与所述像素块之间距离的最小值作为对应像素块的边缘距离值；所述边缘像素块的边缘距离值为预设数值，所述预设数值为正数并且小于所有非边缘像素块的边缘距离值；将每个像素块所在连通域内各边缘像素块的所述方向特征值的均值作为对应像素块的整体方向特征值；将每个像素块的所述边缘距离值与所述整体方向特征值的乘积作为对应像素块的所述匹配特征值；

所述分布差异值的获取方法，包括：

选取传送带图像中任意像素块作为目标像素块；

将所述目标像素块的预设第一邻域内每个像素块与所述目标像素块之间的分布值进行累加，得到目标像素块的整体分布值；

将所述目标像素块的所述整体分布值与所述匹配特征值的比值作为目标像素块的所述分布差异值；改变目标像素块，获取每个像素块的分布差异值；

所述匹配差异度的获取方法，包括：

所述目标像素块所在图像的相邻帧图像中任意一个像素块作为所述目标像素块的待匹配像素块；

计算所述目标像素块与所述待匹配像素块之间所述灰度特征值的差异作为目标像素块的匹配灰度特征值；

计算所述目标像素块的预设第二邻域内每个像素块与所述待匹配像素块的预设第二邻域内对应像素块之间所述分布差异值的差值绝对值，作为目标像素块的预设第二邻域内每个像素块的匹配分布差异值；将目标像素块的预设第二邻域内每个像素块的所述匹配分布差异值作为分子，所述匹配可信度与预设常数的和作为分母得到的比值进行累加，得到所述目标像素块的初始匹配差异度；

将目标像素块的所述匹配灰度特征值与所述初始匹配差异度的乘积作为目标像素块与所述待匹配像素块的匹配差异度；

改变目标像素块，获取传送带图像中每个像素块与对应待匹配像素块的所述匹配差异度；

所述分布值的获取方法，包括：

基于目标像素块的预设第一邻域内各像素块与目标像素块之间所述灰度特征值的差异对预设第一邻域内的像素块进行聚类，获取所述目标像素块的灰度差异类别；

选取任意所述灰度差异类别作为目标类别，在所述目标像素块的预设第一邻域中，将所述目标类别中像素块在的位置标记为1，其他位置标记为0，根据标记值获得纹理分布编码，将所述纹理分布编码转换至十进制数，获得目标类别的纹理分布值；改变目标类别，获取目标像素块的每个灰度差异类别的纹理分布值；

改变所述目标像素块，获取每个像素块的各灰度差异类别的纹理分布值，所述每个像素块的所述灰度差异类别的数量相同；

将任意两个像素块的每个所述灰度差异类别之间纹理分布值的差异累加，得到对应两个像素块之间的所述分布值。