一种LED交通诱导屏的故障检测方法、系统及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种LED交通诱导屏的故障检测方法、系统及装置，方法包括根据标准的交通诱导屏图像，生成模板图像；根据待检测的交通诱导屏图像，生成待检测图像；根据生成的模板图像，采用图像相减法对待检测图像进行坏区检测；根据生成的模板图像，对待检测图像进行花屏检测；系统包括第一生成模块、第二生成模块、坏区检测模块以及花屏检测模块；装置包括存储器和处理器。本发明专利技术采用图像相减法对待检测图像进行坏区检测，大大减少了计算量，提高了工作效率；另外，本发明专利技术新增了花屏检测功能，克服了传统人工巡检方式需要花费大量人力物力的缺点，效率更高且降低了维修成本。本发明专利技术可广泛应用于数字图像处理领域。

A fault detection method, system and device for LED traffic guidance screen

【技术实现步骤摘要】
一种LED交通诱导屏的故障检测方法、系统及装置
本专利技术涉及数字图像处理领域，尤其是一种LED交通诱导屏的故障检测方法、系统及装置。
技术介绍
名词解释：机器视觉：是指利用计算机来模拟人的视觉功能，但它并不仅仅是人眼的简单延伸，更重要的是具有人脑的一部分功能，即从客观事物的图像中提取信息，进行处理并加以理解，最终用于实际检测、测量和控制。机器视觉系统通过摄像机把图像抓取到，然后将该图像传送至处理单元，通过数字化处理，根据像素分布和亮度、颜色等信息，来进行尺寸、形状、颜色等的判别。具体地，一个完整的机器视觉系统的处理流程如图3所示。LED交通诱导屏：是指由LED发光二级管制作而成，起到交通诱导作用的显示屏，它一般被应用到高速公路和城市道路等车流量较高的道路。LED交通诱导屏由显示屏、驱动系统、控制系统、通讯设备、电源系统、门架以及箱体等组成。LED交通诱导屏含图形诱导标志，是由普通道路标志和可变信息标志相结合组成的多功能信息显示屏。LED交通诱导屏以呈现道路整体路线轮廓的图形方式向驾驶员提供前方的道路走向，具有指路牌的作用。如图1所示，在静态图形的路段标识区域镶嵌LED可变光带，通过LED的不同颜色发光，形象标识这些路段处于畅通(绿色，绿色灯组发光)、堵塞(红色，红色灯组发光)或拥挤(橙色，绿色+红色灯组发光)状态的实时路况，供驾驶员判断和选择适当的行驶路线，起到交通诱导的作用。如图2所示，还有一种全屏LED交通诱导屏，可以在上面发布道路信息或者警示标语。由于LED交通诱导屏完全在室外条件下工作，环境情况复杂，在温度、供电、防雨、防潮、防腐蚀、防雷击等方面的要求复杂，因此，LED交通诱导屏经常出现故障。目前，检测LED交通诱导屏故障的方法有：①自检功能，能够实时检测显示屏像素管的坏点，并将错误侦测数据处理转换成显示屏上坏点的物理坐标，使客户和维护人员在显示屏的使用播放状态下远距离、无需到现场就可实时准确捕捉到显示屏失效像素点的坐标数据。②人工巡检，由工作人员每天到交通诱导屏安装点查看它的工作状态。常见的LED交通诱导屏的故障类型有两种：①显示屏有坏点；②显示屏花屏。现有的LED坏点检测方法通过获取标准图像和待检测图像，将两种图像中的所有像素点进行逐一比对，从而获取相应的坏点个数以及坏点位置，这种坏点检测方法的计算量庞大，对于像素点数量较多的待检测图像，需要花费大量时间进行比对操作，效率低且无法实时展示检测结果；另外，现有的LED显示屏故障检测装置无法对显示屏花屏故障进行检测。由于LED显示屏分布广泛，如果通过人工巡检，这样需要大量的人力物力，检测的效率也不高，并且不一定能及时发现问题。如果不能及时检测到花屏的LED显示屏，不但会出现显示屏的颜色很粗糙或者马赛克块的现象，而且可能会造成花屏故障的扩大，进而加大后续维修成本。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的第一个目的在于：提供一种能够进行花屏检测、效率高且成本低的，LED交通诱导屏的故障检测方法。本专利技术的第二个目的在于：提供一种能够进行花屏检测、效率高且成本低的，LED交通诱导屏的故障检测系统。本专利技术的第三个目的在于：提供一种能够进行花屏检测、效率高且成本低的，LED交通诱导屏的故障检测装置。本专利技术所采取的第一个技术方案是：一种LED交通诱导屏的故障检测方法，包括以下步骤：根据标准的交通诱导屏图像，生成模板图像；根据待检测的交通诱导屏图像，生成待检测图像；根据生成的模板图像，采用图像相减法对待检测图像进行坏区检测；根据生成的模板图像，对待检测图像进行花屏检测。进一步，所述根据标准的交通诱导屏图像，生成模板图像这一步骤，包括以下步骤：采用灰度转换公式将标准的交通诱导屏图像转换为灰度图像，所述灰度转换公式为：Gray＝R*0.3+G*0.59+B*0.11，其中，Gray代表转换后的灰度图像，R代表转换前的图像R通道分量的像素值，G代表转换前图像G通道分量的像素值，B代表转换前图像B通道分量的像素值；将转换后的灰度图像进行二值化处理，生成二值化图像；对生成的二值化图像进行腐蚀处理，生成模板图像。进一步，所述将转换后的灰度图像进行二值化处理这一步骤，具体为：判断灰度图像像素点的灰度值是否小于设定的第一阈值，若是，则将该像素点的灰度值设为0；反之，则将该像素点的灰度值设为255。进一步，所述对二值化图像进行腐蚀处理，生成模板图像这一步骤，具体为：判断灰度值为255的像素点与相应邻域像素点的灰度值是否相等，若是，则生成模板图像；反之，则在将灰度值为255的像素点的灰度值改为0之后生成模板图像。进一步，所述根据生成的模板图像，采用图像相减法对待检测图像进行坏区检测这一步骤，包括以下步骤：对模板图像和待检测图像进行减操作，得到减操作后的图像；计算减操作后的图像的面积；判断计算的面积是否小于设定的第二阈值，若是，则判定待检测图像不存在坏区故障；反之，则判定待检测图像存在坏区故障。进一步，所述根据生成的模板图像，对待检测图像进行花屏检测这一步骤，包括以下步骤：以模板图像作为掩码，从待检测图像中提取目标像素点，生成目标图像；计算目标图像中像素点的色调值，所述计算目标图像中像素点色调值的计算公式为：其中，H代表目标图像中像素点的色调值，R代表目标图像R通道分量的像素值，G代表目标图像G通道分量的像素值，B代表目标图像B通道分量的像素值，θ代表目标图像的角度分量，θ的取值范围为0°～360°；判断计算的色调值是否满足设定的阈值范围，若是，则将对应的像素点添加至相应颜色的花屏图像；反之，则不做处理；计算花屏图像的面积；判断花屏图像的面积是否大于设定的第三阈值，若是，则判定待检测图像存在相应颜色的花屏故障；反之，则判定待检测图像不存在相应颜色的花屏故障。进一步，所述花屏故障包括绿色花屏故障和红色花屏故障，所述绿色花屏故障是指当交通诱导屏发布全屏红色消息时，部分绿色LED发光二极管发亮；所述红色花屏故障是指当交通诱导屏发布全屏绿色消息时，部分红色LED发光二极管发亮。进一步，还包括通过摄像机对交通诱导屏进行实时监控以及自动检测的步骤。本专利技术采取的第二个技术方案是：一种LED交通诱导屏的故障检测系统，包括：第一生成模块，用于根据标准的交通诱导屏图像，生成模板图像；第二生成模块，用于根据待检测的交通诱导屏图像，生成待检测图像；坏区检测模块，用于根据生成的模板图像，采用图像相减法对待检测图像进行坏区检测；花屏检测模块，用于根据生成的模板图像，对待检测图像进行花屏检测。本专利技术采取的第三个技术方案是：一种LED交通诱导屏的故障检测装置，包括：存储器，用于存储程序；处理器，执行所述程序，以用于：根据标准的交通诱导屏图像，生成模板图像；根据待检测的交通诱导屏图像，生成待检测图像；根据生成的模板图像，采用图像相减法对待检测图像进行坏区检测；根据生成的模板图像，对待检测图像进行花屏检测。本专利技术的方法的有益效果是：本专利技术的方法采用图像相减法对待检测图像进行坏区检测，相较于现有将标准图像和待检测图像的所有像素点进行逐一比对的检测方法，大大减少了计算量，提高了工作效率；另外，本方法新增了花屏检测功能，克服了传统人工巡检方式需要花费大量人力物力的缺点，效率更高且降低了维修成本。本专利技术的系统的有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LED交通诱导屏的故障检测方法，其特征在于：包括以下步骤：根据标准的交通诱导屏图像，生成模板图像；根据待检测的交通诱导屏图像，生成待检测图像；根据生成的模板图像，采用图像相减法对待检测图像进行坏区检测；根据生成的模板图像，对待检测图像进行花屏检测。

【技术特征摘要】
1.一种LED交通诱导屏的故障检测方法，其特征在于：包括以下步骤：根据标准的交通诱导屏图像，生成模板图像；根据待检测的交通诱导屏图像，生成待检测图像；根据生成的模板图像，采用图像相减法对待检测图像进行坏区检测；根据生成的模板图像，对待检测图像进行花屏检测。2.根据权利要求1所述的一种LED交通诱导屏的故障检测方法，其特征在于：所述根据标准的交通诱导屏图像，生成模板图像这一步骤，包括以下步骤：采用灰度转换公式将标准的交通诱导屏图像转换为灰度图像，所述灰度转换公式为：Gray＝R*0.3+G*0.59+B*0.11，其中，Gray代表转换后的灰度图像，R代表转换前的图像R通道分量的像素值，G代表转换前图像G通道分量的像素值，B代表转换前图像B通道分量的像素值；将转换后的灰度图像进行二值化处理，生成二值化图像；对生成的二值化图像进行腐蚀处理，生成模板图像。3.根据权利要求2所述的一种LED交通诱导屏的故障检测方法，其特征在于：所述将转换后的灰度图像进行二值化处理这一步骤，具体为：判断灰度图像像素点的灰度值是否小于设定的第一阈值，若是，则将该像素点的灰度值设为0；反之，则将该像素点的灰度值设为255。4.根据权利要求3所述的一种LED交通诱导屏的故障检测方法，其特征在于：所述对二值化图像进行腐蚀处理，生成模板图像这一步骤，具体为：判断灰度值为255的像素点与相应邻域像素点的灰度值是否相等，若是，则生成模板图像；反之，则在将灰度值为255的像素点的灰度值改为0之后生成模板图像。5.根据权利要求1所述的一种LED交通诱导屏的故障检测方法，其特征在于：所述根据生成的模板图像，采用图像相减法对待检测图像进行坏区检测这一步骤，包括以下步骤：对模板图像和待检测图像进行减操作，得到减操作后的图像；计算减操作后的图像的面积；判断计算的面积是否小于设定的第二阈值，若是，则判定待检测图像不存在坏区故障；反之，则判定待检测图像存在坏区故障。6.根据权利要求1所述的一种LED交通诱导屏的故障检测方法，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗东华，区炳煜，
申请(专利权)人：广东方纬科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44