一種水尺圖像分析方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水尺測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種水尺圖像分析方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近些年來(lái)，隨著舟山港岸線資源不斷開(kāi)發(fā)以及國(guó)內(nèi)資源性大宗散貨對(duì)外依存度不斷上升，散貨進(jìn)口量急劇上升。2011年全年進(jìn)口鐵礦127批次，共計(jì)451萬(wàn)噸，貨值60529萬(wàn)美元；大豆157批次，共計(jì)245萬(wàn)噸，貨值112866萬(wàn)美元；煤炭79批次，共計(jì)545萬(wàn)噸，貨值58073萬(wàn)美元。在國(guó)際原材料價(jià)格直線上升的背景下，出入境檢驗(yàn)檢疫水尺鑒定工作也面臨著復(fù)雜化、精細(xì)化的趨勢(shì)。水尺計(jì)重中影響計(jì)量準(zhǔn)確性的最關(guān)鍵性因素?zé)o疑是船舶六面吃水?dāng)?shù)值的讀取，鑒定人員在日常現(xiàn)場(chǎng)工作中深有體會(huì)，在風(fēng)浪較大的作業(yè)環(huán)境下，水線會(huì)有劇烈的上下浮動(dòng)，計(jì)量員僅憑肉眼觀測(cè)只能得到一個(gè)大致數(shù)值，而且肉眼觀測(cè)的精確性很大程度上取決于鑒定人員的經(jīng)驗(yàn)。以裝載量15萬(wàn)噸級(jí)的好望角型散貨船為例，每一厘米吃水值偏差將會(huì)導(dǎo)致120噸左右貨量盈虧。不僅如此，傳統(tǒng)觀看水線，往往是通過(guò)租用工作艇或是小船，使其靠近船舶外檔水線，再進(jìn)行讀數(shù)。這種方法不僅時(shí)效性差，費(fèi)用高，而且工作人員人身安全很難得到保證。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠在惡劣天氣下方便快捷、迅速有效的分析出船舶吃水?dāng)?shù)值的水尺圖像分析方法及系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下:一種水尺圖像分析方法，包括:
[0005]對(duì)采集的船舶吃水的水尺圖像的HIS顏色空間進(jìn)行通道的二值化處理，并對(duì)經(jīng)過(guò)二值化處理的水尺圖像進(jìn)行閾值化處理，提取出吃水線的位置；
[0006]采用逐行二值化方法獲取吃水線上方第一個(gè)刻度字的下邊緣位置，并計(jì)算吃水線與第一個(gè)刻度字下邊緣的距離；
[0007]識(shí)別所述吃水線上方的第一個(gè)刻度字；
[0008]根據(jù)吃水線與刻度字下邊緣的距離與識(shí)別出的第一個(gè)刻度字計(jì)算船舶的吃水值。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明用圖像分析程序處理代替人為判斷得到吃水值，以達(dá)到船舶吃水值觀測(cè)一體化、精確化、快速化的目的:通過(guò)軟件處理水尺圖像代替肉眼觀測(cè)獲得真實(shí)吃水?dāng)?shù)值，減小水尺計(jì)重的隨機(jī)誤差和人為誤差。將現(xiàn)場(chǎng)采集的水尺圖像進(jìn)行圖像分析處理得出吃水，整個(gè)作業(yè)過(guò)程形成一體化程序，使計(jì)量作業(yè)更省時(shí)更順暢，提高散貨船進(jìn)出港效率，進(jìn)而有效利用碼頭資源。
[0010]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。
[0011]進(jìn)一步，所述識(shí)別所述吃水線上方第一個(gè)刻度字包括:利用內(nèi)置的阿拉伯字體庫(kù)與吃水線上方第一個(gè)刻度字進(jìn)行匹配，根據(jù)匹配結(jié)果識(shí)別出吃水線上方的第一個(gè)刻度字。
[0012]進(jìn)一步，所述對(duì)水尺圖像的HIS顏色空間進(jìn)行通道的二值化處理包括:水尺檢測(cè)設(shè)備從水尺圖像中截取若干個(gè)矩形區(qū)域，對(duì)每個(gè)矩形區(qū)域分別進(jìn)行二值化處理，記錄每個(gè)矩形區(qū)域中具有最大顏色帶高度的顏色帶，所述具有最大顏色帶高度的顏色帶的位置為水線位置。
[0013]進(jìn)一步，所述水尺圖像為每隔預(yù)定時(shí)間對(duì)水尺視頻圖像的截圖，在檢測(cè)時(shí)間段內(nèi)得到的多幅水尺圖像。
[0014]進(jìn)一步，所述提取出吃水線的位置之前還包括:根據(jù)檢測(cè)時(shí)間段內(nèi)的多幅水尺圖像獲得多條吃水線，剔除吃水線偏離預(yù)定范圍的干擾值，對(duì)其余的吃水線取平均值。
[0015]進(jìn)一步，一種水尺圖像分析系統(tǒng)，包括處理模塊、獲取模塊、識(shí)別模塊和計(jì)算模塊；
[0016]所述處理模塊，用于對(duì)采集的船舶吃水的水尺圖像的HIS顏色空間進(jìn)行通道的二值化處理，并對(duì)經(jīng)過(guò)二值化處理的水尺圖像進(jìn)行閾值化處理，提取出吃水線的位置；
[0017]所述獲取模塊，用于所述采用逐行二值化方法獲取吃水線上方第一個(gè)刻度字的下邊緣位置，并計(jì)算吃水線與第一個(gè)刻度字下邊緣的距離；
[0018]所述識(shí)別模塊，用于識(shí)別所述吃水線上方的第一個(gè)刻度字；
[0019]所述計(jì)算模塊，用于根據(jù)吃水線與刻度字下邊緣的距離與識(shí)別出的第一個(gè)刻度字計(jì)算船舶的吃水值。
[0020]進(jìn)一步，所述識(shí)別模塊具體用于:利用內(nèi)置的阿拉伯字體庫(kù)與吃水線上方第一個(gè)刻度字進(jìn)行匹配，根據(jù)匹配結(jié)果識(shí)別出吃水線上方的第一個(gè)刻度字。
[0021]進(jìn)一步，所述所述處理模塊具體用于:從水尺圖像中截取若干個(gè)矩形區(qū)域，對(duì)每個(gè)矩形區(qū)域分別進(jìn)行二值化處理，記錄每個(gè)矩形區(qū)域中具有最大顏色帶高度的顏色帶，所述具有最大顏色帶高度的顏色帶的位置為水線位置。
[0022]進(jìn)一步，所述水尺圖像為每隔預(yù)定時(shí)間對(duì)水尺視頻圖像的截圖，在檢測(cè)時(shí)間段內(nèi)得到的多幅水尺圖像。
[0023]進(jìn)一步，所述所述處理模塊還用于:根據(jù)檢測(cè)時(shí)間段內(nèi)的多幅水尺圖像獲得多條吃水線，剔除吃水線偏離預(yù)定范圍的干擾值，對(duì)其余的吃水線取平均值。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1為本發(fā)明方法步驟流程圖；
[0025]圖2為本發(fā)明系統(tǒng)圖；
【具體實(shí)施方式】
[0026]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0027]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種水尺圖像分析方法，如圖1，所述方法包括:
[0028]101、對(duì)采集的船舶吃水的水尺圖像的HIS顏色空間進(jìn)行通道的二值化處理，并對(duì)經(jīng)過(guò)二值化處理的水尺圖像進(jìn)行閾值化處理，提取出吃水線的位置。
[0029]所述步驟101在本發(fā)明實(shí)施例中可具體實(shí)現(xiàn)為，通過(guò)截圖提取水尺視頻圖像中當(dāng)前的水尺圖像，對(duì)水尺圖像的HIS顏色空間進(jìn)行通道的二值化處理，即將圖像上的像素點(diǎn)的灰度值設(shè)置為O或255，也就是將整個(gè)圖像呈現(xiàn)出明顯的黑白效果，在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，根據(jù)用戶設(shè)置的標(biāo)尺值確定閾值，將大于閾值的像素設(shè)置為白色，反之為黑色，并對(duì)經(jīng)過(guò)二值化處理的水尺圖像進(jìn)行閾值化處理，增加水尺圖像的對(duì)比度，進(jìn)而提取出真實(shí)吃水線。
[0030]102、采用逐行二值化方法獲取吃水線上方第一個(gè)刻度字的下邊緣位置，并計(jì)算吃水線與第一個(gè)刻度字下邊緣的距離。
[0031]所述步驟102在本發(fā)明實(shí)施例中可具體實(shí)現(xiàn)為，如在采用逐行二值化方法獲取吃水線上方第一個(gè)刻度字的下邊緣位置后，計(jì)算吃水線與刻度字的距離，例如在本發(fā)明實(shí)施例中可以采用均分的方法，將吃水線以上兩個(gè)相鄰的刻度字之間的距離進(jìn)行均分后，根據(jù)吃水線與刻度字的距離和兩個(gè)相鄰刻度字之間距離的比例關(guān)系得出吃水線與刻度字之間的距離。
[0032]103、識(shí)別所述吃水線上方的第一個(gè)刻度字。
[0033]所述步驟103在本發(fā)明實(shí)施例中可具體實(shí)現(xiàn)為，利用內(nèi)置的阿拉伯字體庫(kù)與吃水線上方第一個(gè)刻度字進(jìn)行匹配，根據(jù)匹配結(jié)果識(shí)別出吃水線上方的第一個(gè)刻度字。
[0034]104、根據(jù)吃水線與刻度字下邊緣的距離與識(shí)別出的第一個(gè)刻度字計(jì)算船舶的吃水值。
[0035]所述步驟104在本發(fā)明實(shí)施例中可具體實(shí)現(xiàn)為，根據(jù)吃水線與刻度字下邊緣的距離，例如距離為8cm，與識(shí)別出的第一個(gè)刻度字，例如是12.8M，計(jì)算得出船舶的吃水值為
12.72M。
[0036]在本發(fā)明實(shí)施例的另一種實(shí)現(xiàn)方式中，為了能夠加快圖像識(shí)別速度，所述步驟101中具體包括:從水尺圖像中截取若干個(gè)矩形區(qū)域，對(duì)每個(gè)矩形區(qū)域分別進(jìn)行二值化處理，記錄每個(gè)矩形區(qū)域中具有最大顏色帶高度的顏色帶，所述具有最大顏色帶高度的顏色帶的位置為水線位置。
[0037]在本實(shí)施例中，水尺檢測(cè)設(shè)備從水尺圖像中截取5個(gè)矩形區(qū)域，每個(gè)區(qū)域?qū)挾葹?0，高度為圖片高度，然后采用圖像反色，二值化進(jìn)行處理，記錄各個(gè)顏色帶，其中連續(xù)的白色區(qū)域或黑色區(qū)域乘坐顏色帶，其高度是兩種不同顏色的分界線，高度越高說(shuō)明改顏色所占圖片比例越大，因此更有可能是水位的分界線，最后找出最大的顏色帶高度，記錄此時(shí)的顏色帶位置，當(dāng)5個(gè)區(qū)域的水線位置都找出后，取出最大值、最小值排除干擾，其余值求平均值即可確定水線的位置。
[0038]在本發(fā)明實(shí)施例的另一種實(shí)現(xiàn)方式中，為了能夠減少水尺檢測(cè)設(shè)備的運(yùn)算量提高運(yùn)算效率，進(jìn)而達(dá)到船舶吃水值觀測(cè)一體化、精確化、快速化的目的，所述水尺圖像為每隔預(yù)定時(shí)間對(duì)水尺視頻圖像的截圖，在檢測(cè)時(shí)間段內(nèi)得到的多幅水尺圖像。