一种特殊的低压差分信号图像采集与处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及信号的采集与处理领域，具体地说是一种特殊的低压差分信号图像采 集与处理方法。
【背景技术】
[0002] 信号采集与处理主要是针对自然界中不同类型的信号进行获取后进行处理进行 分析和处理，不同类型的信号采集和处理的方式有所不同，对于自然界的物理量的信号需 要通过相应的传感器转换为电信号，通过信号的调制后被相应的信号采集设备采集、处理。 信号传输过程中，数据信号以低压差分方式进行传输可以有效地降低信号传输的干扰，同 时在远距离的信号传输过程中降低信号的衰减。通常，图像采集和处理的方式是通过图像 获取设备在某时刻捕捉到某一帧的图像保存后通过算法进行处理。但是，如何保证采集到 的图像不失真，同时如何去验证采集到的结果具有重要的研究意义。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种特殊的低压差分信号图像采 集与处理方法，该方法通过图像采集设备对待测产品输出的低压差分图像信号进行采集， 并将采集后的信号通过图像灰度直方图的特征向量的余弦相似度和对应匹配像素点的相 似度结果的加权融合方法，实现采集到的图像和基准图像相似度的对比，从而能够准确的 判断待测产品的合格度。
[0004] 本发明的目的是通过以下技术方案解决的：
[0005] -种特殊的低压差分信号图像采集与处理方法，其特征在于：该方法包括以下步 骤：
[0006] 步骤1 :根据待测产品的接收信号的格式参数规格需求，设置与待测产品相匹配 的信号源输出参数，使待测产品能够接收到信号源的信号并正常工作；
[0007] 步骤2 :根据待测产品输出的低压差分信号的格式要求，设置图像采集设备的参 数以保证图像采集设备能够采集到待测产品的输出信号，设置完成后进行信号的获取；
[0008] 步骤3 :图像采集设备采集到待测产品的低压差分图像信号并通过内部的解串模 块将串行的低压差分图像信号转换为并行的位图格式的图像，并将并行的位图格式的图像 传输到图像处理设备进行处理；
[0009] 步骤4 :图像处理设备对采集转换后的位图格式的图像与基准图像进行相似度加 权的运算；
[0010] 步骤5 :对计算出的结果与设定的阈值进行比较，若计算结果大于设定的阈值，则 判断图像合格，否则图像不合格。
[0011] 所述步骤4中的基准图像为信号源发出的图像。
[0012] 所述步骤4中图像处理设备对采集转换后的位图格式的图像与基准图像进行相 似度加权的运算方法如下：
[0013] 1)将采集转换后的位图格式的图像和基准图像进行灰度化，分别得到两幅图像的 灰度图像，分别对应称为第一灰度图像和第二灰度图像；
[0014] 2)分别计算第一灰度图像和第二灰度图像的直方图分布，其中灰度方图分布的横 坐标为灰度级，纵坐标为该灰度级出现的频率；
[0015] 3)在第二灰度图像中匹配和第一灰度图像对应的像素点，构建像素点对集合；
[0016] 4)分别将第一灰度图像直方图和第二灰度图像直方图分别划分为128个区，每个 区为连续的2个灰度级；
[0017] 5)分别对第一灰度图像和第二灰度图像每个区的2个灰度值进行求和运算得到 一个值，则每个灰度图像分别能够得到128个数据，这些数据分别构成第一灰度图像特征 向量A和第二灰度图像特征向量B ;
[0018] 6)通过余弦相似度算法计算出第一灰度图像特征向量A和第二灰度图像特征向 量B的余弦值cos Θ
[0019] 其中，Θ为两个向量的夹角，n为两个向量的维数；
[0020] 7)根据第一灰度图像与第二灰度图像匹配对应像素点的灰度值进行相似度 运算，设定匹配对应的像素点（PdP/)对应的灰度值为（Κ)计算得出STuP/)，
[0021] 其中，1彡i彡n，l彡j彡n，并且匹配像素点集合Η满足Σ IW |值最小；
[0022] 8)根据步骤6)和步骤7)计算得出的值的加权即可得出第一灰度图像和第二灰 度图像的相似度值S，S = mX S的，P/ ) +ηX cos Θ，其中〇· 1彡m彡〇· 6、0· 4彡η彡0· 9且 m+n = 1〇
[0023] 所述步骤1中的信号源输出参数包括激励信号的通道数、位宽、分辨率、刷新率和 电压。
[0024] 所述步骤2中的图像采集设备的参数包括BANK数、分辨率、位宽、数据对、 Pixpline 和 Linepframe。
[0025] 本发明相比现有技术有如下优点：
[0026] 本发明由于需要对特定低压信号进行采集和处理以实现对特定产品合格度的检 测，该方法首先通过信号源提供待验证的产品一个特定格式信号的测试激励，通过采集设 备对待测产品输出的一种特殊类型的低压差分图像信号进行采集后上传到处理设备，通过 标准图像和采集到的图像的灰度直方图的特征向量的余弦相似度和对应匹配像素点的相 似度结果的加权融合，最终得出两幅图像相似度的计算结果，从而判断待测产品是否合格； 该方法采用针对特定的格式的信号采用的图像信号采集和处理方式能够降低采集到图像 的失真度，同时采用与标准图像相似度比较算法得出能够量化比较的结果，从而准确的验 证待测产品功能的是否合格。
[0027] 本发明通过对灰度直方图分布的特征向量进行余弦计算和构造灰度图像对应匹 配像素集合的相似度计算后，进行加权融合来实现采集到的图像和标准图像的相似度的计 算，充分的考虑了图像判别过程中图像局部特征和全局特征的对图像相似度判别的影响， 对第一灰度图像的直方图的特征向量和第二灰度图像的直方图的特征向量进行余弦计算， 两个向量的夹角Θ值越小则可以判定两个特征向量的方向越相同，且重合度越高，即可判 定图像的相似度越高，同时结合两幅灰度图像的匹配像素点灰度值进行相似度运算，对运 算的结果进行加权融合得到相似度值S (0 < S < 1)，通过相似度值S与设定的阈值比较，能 够更加精准的实现待比较两幅图像进行对比，从而可以实现对产品合格度的验证。
[0028] 本发明针对一种特殊的低压差分信号，采用了将位图图像信号转换为低压差分信 号进行传输，同时在采集的过程中，对采集到的图像进行格式转换，能够有效地降低图像信 号在传输过程中的干扰，保证了图像采集的质量；并在对采集到的图像格式转换后，采用了 灰度直方图特征向量余弦计算和匹配相似度加权融合的方式与基准图像进行相似度对比， 综合考虑了图像对比过程中全局特征和局部特征对相似度对比的影响，算法复杂度低，准 确率尚，提尚广品验证的效率。
【附图说明】
[0029] 附图1为本发明的低压差分信号图像采集与处理流程图；
[0030] 附图2为本发明的图像相似度计算方法流程图。
【具体实施方式】
[0031] 为了更好地理解本发明，下面结合附图和具体的实施方式对本发明进行更为详细 描述。在以下描述中，当已有的现有技术的详细描述也许会淡化本发明的主题内容时，这些 描述在这儿将被忽略。
[0032] 如图1-2所示：一种特殊的低压差分信号图像采集与处理方法，主要是通过设置 信号源的输出信号参数以匹配待测产品的输入，通过图像采集设备采集到待测产品的输出 低压差分信号，并对输出信号进行格式转化为位图图像后，采用灰度图像直方图特征向量 的余弦相似度计算和对应匹配像素集合的灰度值计算的加权融合方式来实现待测产品输 出图像和基准图像的相似度对比，根据计算结果与设定阈值的比较，来判定产品的合格度， 该方法包括以下步骤：
[0033] 步骤1 :设定信号源输出格式参数以匹配待测产品：根据待测产品的接收信号的 格式参