专利名称：可视量变计算机采集方法
技术领域：
本发明属于技术测试、试验数据、计量仪表读数的计算机自动采集和工业控制技术领域，涉及测试及计量仪表读数(包括数显表)、位移、转角、变形、表面形态和颜色值等变化的数量值自动采集到计算机的方法。
背景技术：
由于计算机可以对信息进行存储、处理，所以在位移、转角、颜色值等测量领域中，计算机得到越来越广泛的应用。人们十分需要将位移、转角、颜色值等测量数据直接输入计算机处理。现有的技术中，常用的计算机采集方法有三类，一是将位移、转角、颜色值等量变通过相应传感器转变为光或电信号，再经过“模数转换”(或专用设备)转换为计算机可识别的数字信号传入计算机；二是将现有模拟测试仪表的输出电压信号经过“模数转换”(或专用设备)转换为计算机可识别的数字信号传入计算机；三是将数字传感器的输出接口通过附加装置转换为计算机可识别的数字信号传入计算机。上述采集方法成本较高，特别是进行传统设备改造和多设备数据同时采集时更为明显。并且增加转换器意味着增加误差和干扰环节。
发明内容
本发明旨在克服现有采集方法需要对被采集对象附加位移、转角、压力等传感器，以及需要通过“模—数”、“数—模”转换装置将采集对象与计算机相连的问题，提供一种利用普及性商业产品(视频采集器、摄像头等)替代专用设备仪器，将测试仪表读数(包括数显表)、位移、转角、变形、表面形态和颜色值等变化的数量值自动采集到计算机的方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案一种可视量变计算机采集方法，其特征在于该方法的步骤如下A、图像采集视频采集器采集量变瞬间图像，将采集到的图像文件输入计算机；B、图像处理计算机对采集到的图像进行数值图像处理；C、标量识别将处理后的图像与计算机储存的预先设定的标准图像进行对比，以吻合度最高者对应的值计取，获得量变新值。
本发明采集分为两种类型A.常规量变的采集(数字仪表读数、位移、转角或变形等)其图像处理过程是a、将采集到的图像转换为黑白两色图像；方法①获取图像的每一像素颜色的RGB值；②取一个值作为转换的临界值(阀值)，当RGB值大于阀值就转换为黑色，否则转换为白色。
b、调整转换阀值，使图像最具可识别性(即减少图像杂质，突出量变主体)；方法改变阀值，重复过程a，直到符合要求为止。
其标量识别、对比分析过程是a、根据量变采集类型(数字仪表读数、位移、转角或变形等)，选择对比标量集(标准图像库集)；b、将处理后的采集图像与标量集的图像进行符合度概率分析；取符合概率最高的标量集元素所对应的数值为采用值，获得采集值。
B.颜色值的采集其图像处理过程是a、将采集对象和标样色板(标量)同时采集为彩色图像；b、计算采集对象的采集区域图像的RGB颜色值的平均值sRGB(该值之所以不能直接取为采集值，是因设备、环境光等因素影响，其值与实际有误差，本方法就是实现自动补偿的方式消除误差)；其标量对比分析过程是a、在“标样色板”图像查找与sRGB相等色区位置坐标；方法遍历取出“标样色板”各色块的RGB颜色值，得出与sRGB相等的色块坐标，b、根据定制标样色板时其色块坐标所对应实际RGB颜色值数据库，得出采集对象实际的RGB颜色值。
本发明的有益效果表现在视频(图像)采集器将可视信号(包括显微放大、光纤探头或远望)传入计算机，经图像处理解析模块处理和标量对比将视像转换为计算机数值运算所需要的数值量。本发明利用普及性商业产品(视频摄像头等)，替代专用设备仪器进行数据采集，可不需为被采集对象附加位移、转角、压力等传感器，不需再通过“模—数”、“数—模”转换装置将采集对象与计算机相连，而直接将采集对象的位移、转角、变形、表面形态和颜色色相或测试仪表读数(包括数显表)等可视变化的数量值自动采集到计算机。
本发明可以对随时间变化而变化的可视变化量(可借助显微、远望等设施)进行连续的测量并采集到计算机；也可以直接将其他数字或指针仪表的读数采集到计算机；还可以追索和回顾整个测试采集的过程影像；随着视频采集设备的大规模生产和技术进步成本会更低精度更高。
图1为本发明总流程示意2为常规量变采集的流程示意3为颜色值采集的流程示意图
具体实施例方式
本发明包括如下三个步骤A、图像采集视频采集器采集量变图像，将图像文件输入计算机；B、图像处理计算机对采集到的图像进行图像处理；C、标量识别将处理后的图像与计算机预先储存的标准图像进行标量对比，获得量变数值。
本发明采集判定方法可分为两大类，一是常规量变的判定分析，二是RGB颜色值的判定分析。
常规量变和颜色值采集图像处理和标量识别的过程分别是一、对于常规量变的判定分析1、图像处理过程a、将采集到的图像转换为黑白两色图像；方法①获取图像的每一像素颜色的RGB值；②取一个值为转换临界值(阀值)，当RGB值大于阀值就转换为黑色，否则为白色。
b、通过调整转换阀值，使图像最具可识别性(即减少图像杂质，突出量变主体)；方法改变阀值，重复过程a，直到符合要求为止。阀值调整可在开始正式采集前用人工判定调整，也可用程序根据经验数据自动选定(某一区域像素为黑色的点数在总点数的比例来确定)。
2、对比分析过程a、根据量变采集类型(数字仪表读书、位移、转角或变形等)，选择对比标量集；说明对比标量集——各种类型量变下的标准图样图像集，按数字仪表读数、位移、转角或变形等分类，事先根据采集对象定制的各级量变标准图像的集合或可生成上述标准图像的程序包，每一图像与一具体数值(参数)或状态名称相对应。存储于数据库或其他存储介质中，便于检索查询。
b、将处理后的图像(下称“采集样”)与对比标量集的图像(下称“标样”)进行符合度概率分析；方法①分别将采集样和标样图像进行矢量化处理，即将连续的黑色图像点转换为有宽度的折线；②让两幅图进行重叠运算，得出相应的符合概率。取符合概率最高的对比标量集中“标样”所对应的参数的值为采用值，获得采集值，完成采集。
二、对于颜色值的判定分析1、图像处理过程a、将采集对象和标样色板(以一定间距按线性关系排列的标准色块组成的色板)同时采集为彩色图像；b、计算采集对象的采集区域图像的RGB颜色值的平均值下称“sRGB”；2、标量对比分析过程a、在“标样色板”图像查找与sRGB相等色区位置坐标；方法遍历取出“标样色板”各色块的RGB颜色值，得出与sRGB相等的色块坐标，b、根据定制标样色板时其色块坐标所对应实际RGB颜色值数据库，得出实际的RGB颜色值(最终采集值)。
权利要求
1.一种可视量变计算机采集方法，其特征在于该方法的步骤如下A、图像采集视频采集器采集量变瞬间图像，将采集到的图像文件输入计算机；B、图像处理计算机对采集到的图像进行数值图像处理；C、标量识别将处理后的图像与计算机储存的预先设定的标准图像进行对比，以吻合度最高者对应的值计取，获得量变新值。
2.根据权利要求1所述的一种可视量变计算机采集方法，其特征在于常规量变采集的图像处理过程是a、将采集到的图像转换为黑白两色图像；b、调整转换阀值，减少图像杂质，突出量变主体，使图像最具可识别性。
3.根据权利要求2所述的一种可视量变计算机采集方法，其特征在于所述a项中，图像转换方法是获取图像的每一像素颜色的RGB值；取一个值作为转换的临界值即阀值，当RGB值大于阀值就转换为黑色，否则转换为白色；所述b项中，改变阀值，重复过程a，直到符合要求为止，阀值调整在开始正式采集前用人工判定调整，或采用程序根据经验数据自动选定。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种可视量变计算机采集方法，其特征在于常规量变采集其标量、对比分析过程是a、根据量变采集类型，包括数字仪表读数、位移、转角或变形，选择对比标量集，即标准图像库集；b、将被对比分析区域图像与标量集的图像进行符合度概率分析；取符合概率最高的标量集元素的对应的数值为采用值，获得采集值。
5.根据权利要求4所述的一种可视量变计算机采集方法，其特征在于符合概率度分析的过程是a、分别将采集样和标样图像进行矢量化处理，即将连续的黑色图像转换为有宽度的折线；b、让两幅图进行重叠运算，得出相应的符合概率，取符合概率最高的对比标量集中“标样”所对应的参数的值为采用值，获得采集值，完成采集。
6.根据权利要求1所述的一种可视量变计算机采集方法，其特征在于颜色值量变采集的图像处理过程是a、将采集对象和标样色板标量同时采集为彩色图像；b、计算采集对象的采集区域图像的RGB颜色值的平均值sRGB
7.根据权利要求1或6所述的一种可视量变计算机采集方法，其特征在于颜色值量变采集的标量对比分析过程是a、在标样色板图像查找与颜色平均值sRGB相等色区位置坐标；b、根据定制标样色板时其色块坐标所对应实际RGB颜色值数据库，得出实际的RGB颜色值。
8.根据权利要求7所述的一种可视量变计算机采集方法，其特征在于所述a项采用的方法是，遍历取出标样色板各色块的颜色值RGB，得出与颜色平均值sRGB相等的色块坐标。
全文摘要
本发明公开了一种将测试及计量仪表读数(包括数显表)、位移、转角、变形、表面形态和颜色值等变化的数量值自动采集到计算机的方法。该方法的步骤是视频采集器采集量变瞬间图像，将采集到的图像文件输入计算机；计算机对采集到的图像进行数值图像处理；将处理后的图像与计算机储存的预先设定的标准图像进行对比，以吻合度最高者对应的值计取，获得量变新值。本发明采用视频采集器将可视信号传入计算机，经图像处理解析模块处理和标量对比将视像转换为计算机数值运算需要的数值量，从而不附加常规传感器、经过“模—数”、“数—模”转换装置便可以将可视量变送入计算机进行处理，得到采集对象量变的数值和仪表读数。
文档编号G06F17/00GK1570918SQ20041002203
公开日2005年1月26日 申请日期2004年3月17日 优先权日2004年3月17日
发明者张扬 申请人:张扬