一种皮带撕裂状况判定方法、系统及存储介质

技术领域

本申请涉及图像识别技术领域，特别涉及一种皮带撕裂状况判定方法、系统及存储介质。

背景技术

皮带传输机上的皮带划伤撕裂是一种较为常见的皮带破损方式，造成皮带划伤撕裂的原因很多种，例如：大块物料的冲击、尖锐物料的剐蹭，夹杂的金属异物的刮伤等都会造成皮带撕裂的情况。皮带撕裂后，如果不及时进行修复处理，裂缝会越来越大，甚至会造成皮带损毁，因此，对皮带撕裂状况进行及时监控和判定，是非常重要的。

现有技术中，通常是通过监测皮带是否漏料来判断皮带撕裂状况的，但是，有些皮带传输机所运送的物料体积较大，需要皮带撕裂程度较为严重时才可能发生漏料，监测即时性较差。

因此，亟需提供一种对皮带撕裂状况进行判定的方法，以提升皮带撕裂监控的即时性。

发明内容

本申请提供一种皮带撕裂状况判定方法、系统及存储介质，用以提升皮带撕裂监控的即时性。

本申请提供一种皮带撕裂状况判定方法，包括：

获取皮带图像；

对所述皮带图像进行预处理，以得到预处理后的皮带图像；

对所述预处理后的皮带图像进行识别，以确定所述皮带图像中的轮廓联通区；

提取所述轮廓联通区的特征参数；

根据所述轮廓联通区的参数判定所述皮带图像中皮带的撕裂状况。

本申请的有益效果在于：获取皮带图像；对所述皮带图像进行预处理，以得到预处理后的皮带图像；对所述预处理后的皮带图像进行识别，以确定所述皮带图像中的轮廓联通区；提取所述轮廓联通区的特征参数；根据所述轮廓联通区的参数判定所述皮带图像中皮带的撕裂状况，从而无需等到皮带撕裂程度扩大到发生漏料情况时就能够通过对皮带图像进行识别以判定出皮带的撕裂状况，提升了皮带撕裂监控的即时性。

在一个实施例中，所述获取皮带图像，包括：

向皮带发射激光束；

通过高速线阵列传感器获取皮带反射的激光束，以根据所述皮带反射的激光束形成皮带图像。

在一个实施例中，所述对所述皮带图像进行预处理，以得到预处理后的皮带图像，包括：

对所述皮带图像进行灰度处理，以得到灰度处理后的皮带图像；

对灰度处理后的皮带图像进行滤波处理，以得到滤波处理后的皮带图像；

对所述滤波处理后的皮带图像进行锐化，以得到预处理后的皮带图像。

本实施例的有益效果在于：通过对图像进行灰度处理，消除画面的曝光不够或拍摄亮度有限的问题、滤波通过滤波方式消除图像明暗交接处的边缘灰度值过度平缓的问题，通过锐化方式使得图像裂缝边缘更加清晰，从而使得预处理后的皮带图像更加易于识别。

在一个实施例中，所述对所述图像进行灰度处理，包括：

根据以下公式对所述图像进行灰度处理：

f(x,y)＝0.299R(x,y)+0.587G(x,y)+0.114B(x,y)；

其中，R、G、B分别表示RGB三个通道的值；(x,y)表示所述图像中任意像素点的坐标；

根据灰度值修正函数对灰度处理后的图像进行灰度修正。

在一个实施例中，所述根据所述轮廓联通区的参数判定所述皮带图像中皮带的撕裂状况，包括：

从预设数据库中获取皮带撕裂状况的等级与所述轮廓联通区参数之间的对应关系数据；

根据所述轮廓联通区参数与所述对应关系数据判定皮带撕裂状况的等级。

在一个实施例中，所述对所述预处理后的皮带图像进行识别，以确定所述皮带图像中的轮廓联通区，包括：

对所述预处理后的图像进行识别，以确定所述图像中的边界像素点；

根据所述图像中的边界像素点确定所述图像中的轮廓联通区。

在一个实施例中，所述轮廓联通区的特征参数包括以下至少一种特征参数：

轮廓联通区的周长、轮廓联通区面积以及轮廓联通区的最小外接矩形长宽比。

在一个实施例中，所述轮廓联通区面积根据以下公式确定：

其中，S为轮廓联通区面积；x为轮廓联通区一边界像素点的横坐标；y为轮廓联通区一边界像素点的纵坐标。

本申请还提供一种皮带撕裂状况判定系统，包括：

至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行以实现上述任意一项实施例所记载的皮带撕裂状况判定方法。

本申请还提供一种计算机可读存储介质，当存储介质中的指令由皮带撕裂状况判定系统对应的处理器执行时，使得皮带撕裂状况判定系统能够实现上述任意一项实施例所记载的皮带撕裂状况判定方法。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本申请的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本申请的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请，并不构成对本申请的限制。在附图中：

图1为本申请一实施例中一种皮带撕裂状况判定方法的流程图；

图2为本申请另一实施例中一种皮带撕裂状况判定方法的流程图；

图3为本申请一实施例中一种四领域边界标记跟踪方法对应的四领域坐标示意图；

图4为本申请一实施例中通过轮廓跟踪得到的轮廓联通区示意图一种轮廓跟踪示意图；

图5为轮廓联通区的最小外接矩形的示意图；

图6为本申请一种皮带撕裂状况判定系统的硬件结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本申请的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本申请，并不用于限定本申请。

图1为本申请一实施例中一种皮带撕裂状况判定方法的流程图，如图1所示，该方法可被实施为以下步骤S11-S15：

在步骤S11中，获取皮带图像；

在步骤S12中，对所述皮带图像进行预处理，以得到预处理后的皮带图像；

在步骤S13中，对所述预处理后的皮带图像进行识别，以确定所述皮带图像中的轮廓联通区；

在步骤S14中，提取所述轮廓联通区的特征参数；

在步骤S15中，根据所述轮廓联通区的参数判定所述皮带图像中皮带的撕裂状况。

本申请中，获取皮带图像；具体的，系统通过安装在上皮带背面的检测装置获取到皮带的图像信息，转化成便于处理的信号形式，激光器通过激发电路发出激光束，经过光栅投射到被测胶带物体表面，形成长条形光线，激光束被被测物体遮挡并发生漫反射，被高速线阵传感器设备捕捉，因此输送带运行的图像被转化为数字信号临时记录在控制电路存储器中。

对所述皮带图像进行预处理，以得到预处理后的皮带图像；具体的，由于所采集的图像受到电磁、杂光、噪声等的干扰，图像信息混乱，不具备明显的直接特征提取特性，因此，需要对皮带图像进行预处理，来得到易于识别的皮带图像，具体的，对皮带图像进行预处理的过程为：对所述皮带图像进行灰度处理，以得到灰度处理后的皮带图像；对灰度处理后的皮带图像进行滤波处理，以得到滤波处理后的皮带图像；对所述滤波处理后的皮带图像进行锐化，以得到预处理后的皮带图像。

其中，对皮带图像进行灰度处理的过程如下：

根据以下公式对所述图像进行灰度处理：

f(x,y)＝0.299R(x,y)+0.587G(x,y)+0.114B(x,y)；公式(1)

其中，R、G、B分别表示RGB三个通道的值；(x,y)表示所述图像中任意像素点的坐标；

由于画面的曝光不够或拍摄亮度有限等问题，需要对图像进行灰度修正，提高图像对比度，因此，在根据上述公式(1)进行灰度处理之后，需要根据灰度值修正函数对灰度处理后的图像进行灰度修正，方才算完成图像的灰度处理。

在完成图像灰度处理之后，图像明暗交接处的边缘灰度值过度平缓，不易提取出裂缝的宽度，因此需要对图像进行滤波处理，本申请中，对灰度处理后的皮带图像进行滤波处理时，通过中值滤波的方式对皮带图像进行滤波处理。

在滤波处理之后，对滤波处理后的皮带图像进行锐化，以得到预处理后的皮带图像。例如，可以通过拉普拉斯算法锐化图像，使得裂缝边缘更加清晰化，从而将具有突出特征的像素显示出来。

对所述预处理后的皮带图像进行识别，以确定所述皮带图像中的轮廓联通区；具体的，本申请通过四领域边界标记跟踪方法确定皮带图像中的轮廓联通区，图3为四领域边界标记跟踪方法对应的四领域坐标示意图，而图4为通过轮廓跟踪得到的轮廓联通区示意图，如图3和图4所示，可以先从图像的左上角像素块开始向右扫描，直到第一个像素值为“1”的点出现，将其标记为初始边界点，继续向右和下扫描，扫描至如图中A点，比较其上、右、下、左四个像素点的值，如果有不为“1”的值出现，则标记A为边界点，若A点上、右、下、左四点像素值均为零，则退回上一标记点，从下方开始扫描，直到扫描坐标值无论向右或向下都找不到周围为“1”像素时，标记为结束点，轮廓跟踪结束。

提取所述轮廓联通区的特征参数；具体的，轮廓联通区的特征参数包括轮廓连通区的周长、面积、最小外接矩形长宽比等：

其中，轮廓连通区周长为边界像素点个数，单位为像素；

轮廓连通区面积为连通区内像素点个数，单位为像素。例如，设边界点坐标为(x,y)则：轮廓联通区面积根据以下公式确定：

其中，S为轮廓联通区面积；x为轮廓联通区一边界像素点的横坐标；y为轮廓联通区一边界像素点的纵坐标；

轮廓联通区的最小外接矩形长宽比P通过以下方式确定：

图5为轮廓联通区的最小外接矩形的示意图，如图5所示，A、B、C和D为轮廓的最小外接矩形的顶点，则：

X

X

其中，a为轮廓联通区的长度值，b为轮廓联通区的宽度值。

根据所述轮廓联通区的参数判定所述皮带图像中皮带的撕裂状况；具体的，从预设数据库中获取皮带撕裂状况的等级与所述轮廓联通区参数之间的对应关系数据；根据所述轮廓联通区参数与所述对应关系数据判定皮带撕裂状况的等级。

本申请的有益效果在于：获取皮带图像；对所述皮带图像进行预处理，以得到预处理后的皮带图像；对所述预处理后的皮带图像进行识别，以确定所述皮带图像中的轮廓联通区；提取所述轮廓联通区的特征参数；根据所述轮廓联通区的参数判定所述皮带图像中皮带的撕裂状况，从而无需等到皮带撕裂程度扩大到发生漏料情况时就能够通过对皮带图像进行识别以判定出皮带的撕裂状况，提升了皮带撕裂监控的即时性。

在一个实施例中，如图2所示，上述步骤S11可被实施为以下步骤S21-S22：

在步骤S21中，向皮带发射激光束；

在步骤S21中，通过高速线阵列传感器获取皮带反射的激光束，以根据所述皮带反射的激光束形成皮带图像。

本实施例中，系统通过安装在上皮带背面的检测装置获取到皮带的图像信息，转化成便于处理的信号形式，激光器通过激发电路发出激光束，经过光栅投射到被测胶带物体表面，形成长条形光线，激光束被被测物体遮挡并发生漫反射，被高速线阵传感器设备捕捉，因此输送带运行的图像被转化为数字信号临时记录在控制电路存储器中，该数字信号即为根据所述皮带反射的激光束所形成的皮带图像。

在一个实施例中，上述步骤S12可被实施为以下步骤A1-A3：

在步骤A1中，对所述皮带图像进行灰度处理，以得到灰度处理后的皮带图像；

在步骤A2中，对灰度处理后的皮带图像进行滤波处理，以得到滤波处理后的皮带图像；

在步骤A3中，对所述滤波处理后的皮带图像进行锐化，以得到预处理后的皮带图像。

本实施例中，对皮带图像进行灰度处理的过程如下：

根据以下公式对所述图像进行灰度处理：

f(x,y)＝0.299R(x,y)+0.587G(x,y)+0.114B(x,y)； 公式(1)

其中，R、G、B分别表示RGB三个通道的值；(x,y)表示所述图像中任意像素点的坐标；

由于画面的曝光不够或拍摄亮度有限等问题，需要对图像进行灰度修正，提高图像对比度，因此，在根据上述公式(1)进行灰度处理之后，需要根据灰度值修正函数对灰度处理后的图像进行灰度修正，方才算完成图像的灰度处理。

在完成图像灰度处理之后，图像明暗交接处的边缘灰度值过度平缓，不易提取出裂缝的宽度，因此需要对图像进行滤波处理，本申请中，对灰度处理后的皮带图像进行滤波处理时，通过中值滤波的方式对皮带图像进行滤波处理。

在滤波处理之后，对滤波处理后的皮带图像进行锐化，以得到预处理后的皮带图像。例如，可以通过拉普拉斯算法锐化图像，使得裂缝边缘更加清晰化，从而将具有突出特征的像素显示出来。

本实施例的有益效果在于：通过对图像进行灰度处理，消除画面的曝光不够或拍摄亮度有限的问题、滤波通过滤波方式消除图像明暗交接处的边缘灰度值过度平缓的问题，通过锐化方式使得图像裂缝边缘更加清晰，从而使得预处理后的皮带图像更加易于识别。

在一个实施例中，所述对所述图像进行灰度处理，包括：

根据以下公式对所述图像进行灰度处理：

f(x,y)＝0.299R(x,y)+0.587G(x,y)+0.114B(x,y)；

其中，R、G、B分别表示RGB三个通道的值；(x,y)表示所述图像中任意像素点的坐标；

根据灰度值修正函数对灰度处理后的图像进行灰度修正。

在一个实施例中，上述步骤S15可被实施为以下步骤B1-B2：

在步骤B1中，从预设数据库中获取皮带撕裂状况的等级与所述轮廓联通区参数之间的对应关系数据；

在步骤B4中，根据所述轮廓联通区参数与所述对应关系数据判定皮带撕裂状况的等级。

本实施例中，在预设数据库中预存储有皮带撕裂状况的等级与所述轮廓联通区参数之间的对应关系数据，该预设数据库可以是本地的数据库。从预设数据库中获取皮带撕裂状况的等级与所述轮廓联通区参数之间的对应关系数据；根据所述轮廓联通区参数与所述对应关系数据判定皮带撕裂状况的等级。

在一个实施例中，上述步骤S13可被实施为以下步骤C1-C2：

在步骤C1中，对所述预处理后的图像进行识别，以确定所述图像中的边界像素点；

在步骤C2中，根据所述图像中的边界像素点确定所述图像中的轮廓联通区。

本实施例中，通过四领域边界标记跟踪方法确定皮带图像中的轮廓联通区，图3为四领域边界标记跟踪方法对应的四领域坐标示意图，而图4为轮廓跟踪示意图，如图3和图4所示，可以先从图像的左上角像素块开始向右扫描，直到第一个像素值为“1”的点出现，将其标记为初始边界点，继续向右和下扫描，扫描至如图中A点，比较其上、右、下、左四个像素点的值，如果有不为“1”的值出现，则标记A为边界点，若A点上、右、下、左四点像素值均为零，则退回上一标记点，从下方开始扫描，直到扫描坐标值无论向右或向下都找不到周围为“1”像素时，标记为结束点，轮廓跟踪结束。在轮框跟踪结束后，标记为1的所有像素点组成一个轮廓联通区。

在一个实施例中，所述轮廓联通区的特征参数包括以下至少一种特征参数：

轮廓联通区的周长、轮廓联通区面积以及轮廓联通区的最小外接矩形长宽比。

在一个实施例中，所述轮廓联通区面积根据以下公式确定：

其中，S为轮廓联通区面积；x为轮廓联通区一边界像素点的横坐标；y为轮廓联通区一边界像素点的纵坐标。

图6为本申请一种皮带撕裂状况判定系统的硬件结构示意图，如图6所示，包括：

至少一个处理器620；以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器604；其中，

所述存储器存储有可被所述一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行以实现上述任意一项实施例所记载的皮带撕裂状况判定方法。

参照图6，该皮带撕裂状况判定系统600可以包括以下一个或多个组件：处理组件602，存储器604，电源组件606，多媒体组件608，音频组件610，输入/输出(I/O)的接口612，传感器组件614，以及通信组件616。

处理组件602通常控制皮带撕裂状况判定系统600的整体操作。处理组件602可以包括一个或多个处理器620来执行指令，以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外，处理组件602可以包括一个或多个模块，便于处理组件602和其他组件之间的交互。例如，处理组件602可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件608和处理组件602之间的交互。

存储器604被配置为存储各种类型的数据以支持在皮带撕裂状况判定系统600的操作。这些数据的示例包括用于在皮带撕裂状况判定系统600上操作的任何应用程序或方法的指令，如文字，图片，视频等。存储器604可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。

电源组件606为皮带撕裂状况判定系统600的各种组件提供电源。电源组件606可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为皮带撕裂状况判定系统600生成、管理和分配电源相关联的组件。

多媒体组件608包括在皮带撕裂状况判定系统600和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器(LCD)和触摸面板(TP)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中，多媒体组件608还可以包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当皮带撕裂状况判定系统600处于操作模式，如拍摄模式或视频模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜系统或具有焦距和光学变焦能力。

音频组件610被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件610包括一个麦克风(MIC)，当皮带撕裂状况判定系统600处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器604或经由通信组件616发送。在一些实施例中，音频组件610还包括一个扬声器，用于输出音频信号。

I/O接口612为处理组件602和外围接口模块之间提供接口，上述外围接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。

传感器组件614包括一个或多个传感器，用于为皮带撕裂状况判定系统600提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件614可以包括声音传感器。另外，传感器组件614可以检测到皮带撕裂状况判定系统600的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如组件为皮带撕裂状况判定系统600的显示器和小键盘，传感器组件614还可以检测皮带撕裂状况判定系统600或皮带撕裂状况判定系统600的一个组件的位置改变，用户与皮带撕裂状况判定系统600接触的存在或不存在，皮带撕裂状况判定系统600方位或加速/减速和皮带撕裂状况判定系统600的温度变化。传感器组件614可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件614还可以包括光传感器，如CMOS或CCD图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器组件614还可以包括加速度传感器，陀螺仪传感器，磁传感器，压力传感器或温度传感器。

通信组件616被配置为使皮带撕裂状况判定系统600提供和其他设备以及云平台之间进行有线或无线方式的通信能力。皮带撕裂状况判定系统600可以接入基于通信标准的无线网络，如WiFi，2G或3G，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件616经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，通信组件616还包括近场通信(NFC)模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术，红外数据协会(IrDA)技术，超宽带(UWB)技术，蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。

在示例性实施例中，皮带撕裂状况判定系统600可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述皮带撕裂状况判定方法。

本申请还提供一种计算机可读存储介质，当存储介质中的指令由皮带撕裂状况判定系统对应的处理器执行时，使得皮带撕裂状况判定系统能够实现上述任意一项实施例所记载的皮带撕裂状况判定方法。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。