基于数字图像分析的平面面积测量方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于数字图像分析的平面面积测量方法，包括：建立摄像系统，并设置一摄像背景平面；将被测物体放置在摄像背景平面上，并使被测平面与摄像背景平面平行；利用摄像系统进行成像，获得被测数字图像；对所述被测数字图像进行处理，计算出所述参考图像的参考面积及其参考像素值；统计出被测平面的目标像素值；计算出所述被测平面的目标测量面积；计算出面积修正系数；根据面积修正系数对目标测量面积进行修正，获得被测平面的实际面积。本发明基于数字图像分析技术，使平面面积测量便捷易于实现，且具有准确度高和适用范围广的优点。
【专利说明】基于数字图像分析的平面面积测量方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及平面面积测量【技术领域】，尤其涉及一种基于数字图像分析的平面面积测量方法。
【背景技术】
[0002]在许多场合下都需要测量不规则形貌物体的表面积，例如监测和勘定活动中的地图面积计算、植物学研究中的植物叶片面积的计算、医学整形中病变面积的计算、仿真饰品镍释放量检测中接触面积的计算、食品接触材料有害物质迁移量检测中接触面积的计算
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[0003]目前，测量平面面积的方法有许多种，大体可以分为手工测定法和电子技术测量法。手工测定法设备简单、操作容易，但是费时费力，测量准确度低；电子技术测量法自动化程度高、准确性和重复性好，应用范围越来越广泛。利用数码相机成像和相关软件测量平面面积是电子技术测量法的一种，该方法具有简便、准确、连续、非破坏性、成本低廉等优点，其基本原理是利用像素值与面积成正比的原理，通过用数码相机拍下处于参考背景环境中的目标物，并利用计算机对数字图像处理，以获得计算所用的参数。
[0004]但是，现有技术中的这些研究与应用均建立在被测物体与参考背景处于或近似处于同一平面的基础上，即其均未考虑当被测物体与参考背景处于不同平面时，不同的拍摄物距对测量结果的影响。例如，在仿真饰品镍释放量检测的接触面积计算中，由于目标被测物为三维立体结构，具有一定的厚度，被测物体的被测平面与参考平面通常不能近似为同一平面，由于距离摄像镜头越近平面的放大倍数越大，若套用上述面积测量方法，则会导致计算结果值比实际值偏大。因此，目前的技术方案影响了平面面积测量方法的准确度和适用范围。
【发明内容】
[0005]本发明需要解决的技术问题是:提出一种基于数字图像分析的平面面积测量方法，避免摄像物距的变化对测量目标平面的面积测量的影响，提高平面面积测量的准确度以及扩大该方法适用范围。
[0006]本发明提供一种基于数字图像分析的平面面积测量方法，包括以下步骤:
[0007]S1:建立摄像系统，并设置一摄像背景平面；
[0008]S2:将被测物体放置在所述摄像背景平面上，并使所述被测物体的被测平面与所述摄像背景平面平行；
[0009]S3:利用所述摄像系统对所述被测平面及其四周的摄像背景平面进行成像，获得被测数字图像；
[0010]S4:对所述被测数字图像进行处理，在所述被测数字图像上选取一能囊括所述被测平面的参考图像，计算出所述参考图像的参考面积，并统计出所述参考面积的参考像素值；[0011]S5:统计出所述被测平面在所述被测数字图像上的目标像素值；
[0012]S6:根据所述参考面积、所述参考像素值以及所述目标像素值，计算出所述被测平面的目标测量面积:计算出所述目标像素值与所述参考像素值的比值；将所述比值与所述参考面积之积作为所述目标测量面积；
[0013]S7:计算出面积修正系数；
[0014]S8:根据所述面积修正系数对所述目标测量面积进行修正，获得所述被测物体的被测平面的实际面积。 [0015]在一种可实现方式中，所述步骤S7具体为:
[0016]SlOl:测量出所述摄像背景平面与所述摄像系统的摄像镜头的距离L参；
[0017]S102:测量出所述被测平面与所述摄像背景平面的距离X。；
[0018]S103:根据以下公式计算出所述面积修正系数:
[0019]
【权利要求】
1.一种基于数字图像分析的平面面积测量方法，其特征在于，包括以下步骤: S1:建立摄像系统，并设置一摄像背景平面； 52:将被测物体放置在所述摄像背景平面上，并使所述被测物体的被测平面与所述摄像背景平面平行； 53:利用所述摄像系统对所述被测平面及其四周的摄像背景平面进行成像，获得被测数字图像； S4:对所述被测数字图像进行处理，在所述被测数字图像上选取一能囊括所述被测平面的参考图像，计算出所述参考图像的参考面积，并统计出所述参考面积的参考像素值； S5:统计出所述被测平面在所述被测数字图像上的目标像素值； S6:根据所述参考面积、所述参考像素值以及所述目标像素值，计算出所述被测平面的目标测量面积:计算出所述目标像素值与所述参考像素值的比值；将所述比值与所述参考面积之积作为所述目标测量面积； S7:计算出面积修正系数； S8:根据所述面积修正系数对所述目标测量面积进行修正，获得所述被测物体的被测平面的实际面积。
2.如权利要求1所述的基于数字图像分析的平面面积测量方法，其特征在于，所述步骤S7具体为: 5101:测量出所述摄像背景平面与所述摄像系统的摄像镜头的距离L# ； 5102:测量出所述被测平面与所述摄像背景平面的距离X。； 5103:根据以下公式计算出所述面积修正系数:
3.如权利要求1所述的基于数字图像分析的平面面积测量方法，其特征在于，所述步骤S7具体为: 5201:建立距离X与所述面积修正系数的关联关系；所述距离X为任一被测平面与所述所述摄像背景平面的距离，且所述被测平面与所述摄像背景平面平行； 5202:测量出当前所述被测物体的被测平面与所述摄像背景平面的距离X1 ； 5203:根据所述距离X与所述面积修正系数的关联关系，以及所述距离X1，计算出所述面积修正系数P2。
4.如权利要求3所述的基于数字图像分析的平面面积测量方法，其特征在于，所述步骤S201包括: 5301:利用所述摄像系统对一已知实际面积的基准平面进行摄像； 5302:通过多次调整所述基准平面与所述摄像背景平面的距离X，利用所述摄像系统分别对所述基准平面进行成像，对应摄取多幅基准数字图像； 5303:对每一幅所述基准数字图像执行所述步骤S4~S6，获得所述基准平面的多个基准测量面积； 5304:将每一个所述基准测量面积与所述基准平面的实际面积进行商运算，计算获得多个面积修正系数的测量值P (X); S305:对所述距离X与所述测量值P (X)进行二次曲线拟合，获得所述距离X与所述测量值P (X)的二次函数关系式。
5.如权利要求4所述的基于数字图像分析的平面面积测量方法，其特征在于，所述步骤S203具体为: 根据所述距离X与所述测量值P (χ)的二次函数关系式，将所述距离X1代入所述二次函数关系式，计算出所述面积修正系数P2。
【文档编号】G01B11/28GK103644865SQ201310554457
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年11月8日 优先权日:2013年11月8日
【发明者】刘卓钦, 张瑞, 钟怀宁, 彭肖颜 申请人:广东出入境检验检疫局检验检疫技术中心, 中华人民共和国从化出入境检验检疫局, 广州出入境检验检疫局综合技术服务中心