[发明专利]一种基于模板匹配的烟支批量计数方法及其装置

摘要

本发明公开了一种基于模板匹配的烟支批量计数方法及其装置。该方法为：先对获取的原始图像进行预处理，得到烟框内部的烟支部分的图像；再采用模板匹配方法对图象进行处理，统计计数获得该烟支图像中的烟支总和。实现上述方法的装置包括计算机处理系统、摄像机、烟框固定装置、门控开关、数据采集卡和图像处理卡组成；摄像机通过I/O接口与图像处理卡相连，图像处理卡另一端与计算机处理系统相连；门控开关通过数据采集卡与计算机处理系统相连。本发明通过图像识别处理的方式，实现对烟支的快速批量计数。本发明只需对二值图像作去除明显孤立点、较突兀的边缘点与边缘线条，较简单可行，且规则易于扩充。本发明具有快捷、无损和高效的优点。

主权项

1、一种基于模板匹配的烟支批量计数方法，其步骤为：(1)、对获取的原始图像进行预处理，其过程如下：(1.1)将获取到的原始灰度图像转化为二值黑白图像；(1.3)剔除烟框，保留烟框内部的烟支部分的图像；(2)、进行模板匹配处理，其处理过程为：(2.1)依照从左至右，从上至下的顺序遍历图像，当遇到一个黑色象素i，在i的正上、正下、正左、正右四个方向上连续的黑色象素数都大于D/3，D为烟支直径，且sBi＞3*D²/4，则象素i作为最优匹配点的候选点之一；然后依次以象素i的正右、正下、右下象素为烟支的中心，统计sB和sW的值，分别记为：(sBir，sWir)；(sBid，sWid)；(sBird，sWird)；令x＝{i，ir，id，ird}，取sBx满足上述条件且sWx值最大的象素x为最优匹配点，作为烟支的中心，计数器加1，并将“烟支内区”象素清除，“烟支外区”象素按照“烟支外区清除规则”进行清除；(2.2)：依照从左至右，从上至下的顺序遍历图像，当遇一象素t，且在t的正上、正下、正左、正右四个方向上有3个方向上连续的黑色象素数都大于D/3，则统计sBt；若sBt＞2*D²/3，则象素t可作为最优匹配点的候选点之一；然后依次以象素t的正右、正下、右下象素为烟支的中心，统计sBtr，sBtd，sBtrd；令x＝{t，tr，td，t_rd}，取sBtx最大的象素x为最优匹配点，作为烟支的中心，计数器加1，并将“烟支内区”象素清除；“烟支外区”象素按照“烟支外区清除规则”进行处理；(2.3)：依照从左至右，从上至下的顺序遍历图像，当遇到一个黑色象素p，且在t的正上、正下、正左、正右四个方向上有任意2个方向上连续的黑色象素数都大于D/3，而另2个方向上连续的个黑色象素数都大于D/4，则统计sBp，若sBp＞3*D²/5，则象素p为最优匹配点，作为烟支的中心，计数器加1，并将D×D的烟支区域内所有象素予以清除；步骤(2.4)：依照从左至右，从上至下的顺序遍历图像，当遇到一个黑色象素n，且在n的正上、正下、正左、正右四个方向上有任意2个方向上连续的黑色象素数都大于D/3；另2个方向中有一个方向上依次连续的象素中黑色象素数都大于D/4，另一个方向上连续的个象素中至少存在个黑色象素，则统计sBn，若sBn＞4*D²/7，则象素n为最优匹配点，作为烟支的中心，计数器加1，并将D×D的烟支区域内所有象素予以清除；步骤(2.5)：依照从左至右，从上至下的顺序遍历图像，当遇到一个黑色象素m，且且在m的正上、正下、正左、正右四个方向上有3个方向上连续的黑色象素数都大于D/3，另1方向上连续的个象素中至少存在个黑色象素，则统计sBm；若sBm＞4*D²/7，则m象素为最优匹配点，作为烟支的中心，计数器加1，并将D×D的烟支区域内所有象素予以清除；其中，sB表示“烟支内区”所包含的黑色象素总数，sBi表示以象素i为中心时“烟支内区”所包含的黑色象素总数；sW表示“烟支外区”所包含的白色象素总数，sWi表示以象素i为中心时“烟支外区”所包含的白色象素总数；ir表示i的正右方象素，id表示i的正下方象素，i_rd表示i的右下方象素；“烟支外区清除规则”具体为：①当烟支的某“顶角”为黑色时，若该“顶角的内邻区”内所有象素均为白色，则该“角”不予清除；②当烟支某“顶角”为黑色时，若该“顶角的内邻区”内的象素不同时为白色，且该“顶角的外邻区”内所有象素均为黑色象素，则该“角”不予清除；③其他情况下“角”均置为白色；(3)、重复上述步骤(2)，对于每个符合条件的区域识别并计数，统计计数获得该烟支图像中的烟支总和。