一种基于图像理解的手表走时精度验证方法技术

本发明专利技术公开了一种基于图像理解的手表走时精度验证方法，涉及计算机视觉领域。包括：获取两组连续多帧手表表盘图像对应的手表表盘频谱图；获取每张手表表盘频谱图中的中心点，计算每张手表表盘频谱图中每个高亮点相对于中心点的方向角度；计算高亮点能构成同一条直线的直线概率；得到过中心点的所有直线；确定每张手表表盘频谱图中指针直线，得到两组连续多帧指针图像并做差处理得到秒针直线，计算秒针直线的实时旋转角度对该手表的走时精度进行验证。本发明专利技术通过获取表盘频谱图进行分析确定出指针直线，避免了灰度图像进行帧差法时噪声过多的问题，频谱图本身的噪点较少，利用频谱图确定的指针直线清晰度和准确度都更高。谱图确定的指针直线清晰度和准确度都更高。谱图确定的指针直线清晰度和准确度都更高。

【技术实现步骤摘要】
一种基于图像理解的手表走时精度验证方法


[0001]本专利技术涉及计算机视觉领域，具体涉及一种基于图像理解的手表走时精度验证方法。

技术介绍

[0002]手表作为计时的工具之一，不管是指针工、跳字式还是报时式，都应具有这一功能，随着制作手表技术的不断发展，对于手表的走时精准度的要求只会越来越高，部分手表只有时针和分针，只能确定出大概时间，而一些重要场合对于每一分每一秒都非常计较，这就需要手表的秒针走时非常精确，但是在手表的组装过程中，由于一些不可避免的问题还是会有手表走时存在误差的情况，因此就需要对手表走时精度进行验证。
[0003]现有技术中大多是使用帧差法获取手表相邻两张实时走时图像之间的角度差作为手表走时精度的判断依据，但是相邻的帧图像之间角度差值较小，且获取的RGB图像噪声较多，常规去噪手段又容易将高频信息误处理，由此获取的指针直线不够清晰且存在误差，因此利用帧差法对指针的角度差进行分析的过程造成的误差较大，验证结果不够精确。

技术实现思路

[0004]针对上述技术问题，本专利技术提供了一种基于图像理解的手表走时精度验证方法，具体包括：获取连续多帧手表表盘图像，并对连续多帧手表表盘图像进行傅里叶变换得到对应的手表表盘频谱图；获取每张手表表盘频谱图中的中心点，根据手表表盘频谱图中每个高亮点的坐标信息计算每张手表表盘频谱图中每个高亮点相对于中心点的方向角度；根据每张手表表盘频谱图中每个高亮点相对于中心点的方向角度以及手表表盘频谱图的尺寸，计算相对于中心点的方向角度相同和相差180
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的高亮点能构成同一条直线的直线概率；以每张手表表盘频谱图中的中心点为聚类中心进行聚类，得到每张手表表盘频谱图的高频信息区域，得到每张手表表盘频谱图中过中心点的所有直线；将每张手表表盘频谱图中过中心点的所有大于高频信息区域对角线长度的直线形成的区域作为疑似指针区域，利用疑似指针区域直线中直线的数量以及直线的密度确定指针区域，将指针区域的中位线作为指针直线；提取连续多帧手表表盘频谱图中的指针直线的高亮点得到连续多帧手表表盘频谱图对应的连续多帧指针图像；对连续多帧指针图像中相邻两张指针图像做差处理得到相邻两张指针图像中的两条秒针直线，将相邻两帧指针图像中秒针直线之间形成的夹角作为实时旋转角度；利用计算出的秒针直线的实时旋转角度对手表的走时精度进行验证。
[0005]利用计算出的秒针直线的实时旋转角度对手表的走时精度进行验证时，包括：
获取两组连续多帧手表表盘图像，对两组连续多帧手表表盘图像进行处理，得到两组连续多帧手表表盘频谱图中秒针的实时旋转角度；利用两组连续多帧手表表盘频谱图中秒针的实时旋转角度对手表的走时精度进行验证。
[0006]计算相对于中心点的方向角度相同和相差180
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的高亮点能构成同一条直线的直线概率的方法为：获取手表表盘频谱图中相对于中心点的方向角度为的高亮点和与相差180
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的高亮点，随机选取一个相对于中心点的方向角度为的高亮点作为起点，沿着和方向出发进行邻域搜索，得到邻域搜索方向角度为和的所有高亮点，统计方向角度为和得到的邻域搜索的所有高亮点的数量；将方向角度为和进行邻域搜索的所有高亮点的数量，与手表表盘频谱图过中心点的对角线的长度的商值作为方向角度为和上的所有高亮点能构成同一条直线的直线概率。
[0007]得到每张手表表盘频谱图的高频信息区域的过程如下：获取每张手表表盘频谱图的中心点，以手表表盘频谱图的中心点为聚类中心进行聚类，聚类方法为：若聚类中心的第一层邻域内所有点都是高亮点，则将第一层邻域内的高亮点与中心点聚类到高频信息区域中，继续进行第二层邻域的聚类，若第二层邻域内所有像素点都是高亮点，将第二层邻域的高亮点聚类到高频信息区域中，依此类推，直至第层邻域内存在不是高亮点的像素点，停止聚类，此时的高频信息区域即为该手表表盘频谱图的高频信息区域；根据上述聚类方法得到每张手表表盘频谱图的高频信息区域。
[0008]疑似指针区域的获取方法如下：对于每张手表表盘频谱图中得到的所有经过中心点的直线，计算每张手表表盘频谱图中高频信息区域的对角线长度，将每张手表表盘频谱图中大于高频信息区域对角线长度的经过中心点的直线组成的直线区域作为疑似指针区域直线。
[0009]利用疑似指针区域直线中直线的数量以及直线的密度确定指针区域的方法为：对于每个疑似指针区域，计算每个疑似指针区域对应的角度范围，根据疑似指针区域对应的角度范围内的直线的数量计算该疑似指针区域的直线密度，设置密度阈值，将直线密度大于密度阈值的疑似指针区域作为指针区域。
[0010]每个疑似指针区域对应的角度范围的计算公式如下：式中：表示疑似指针区域对应的角度范围，表示高频信息区域的边长，表示反正切函数。
[0011]实时旋转角度的计算方法如下：对两组连续多帧指针图像中相邻两张指针图像做差处理得到秒针直线，根据相邻
两张指针图像中秒针直线在高频信息区域的长度计算秒针直线的实时旋转角度，计算公式如下：式中：表示秒针直线的实时旋转角度；表示相邻两张指针图像中前一张指针图像中的秒针直线，对应在手表表盘频谱图中的中心点到高频信息区域边缘之间的长度；表示相邻两张指针图像中后一张指针图像中的秒针直线，对应在手表表盘频谱图中的中心点到高频信息区域边缘之间的长度；表示相邻两张指针图像对应在手表表盘频谱图中的两条秒针直线，与高频信息区域边缘的两个交点之间的距离；为反余弦函数。
[0012]利用计算出的秒针直线的实时旋转角度对该手表的走时精度进行验证的过程如下：获取两组连续多帧指针图像中秒针直线的实时旋转角度，计算两组连续多帧指针图像中秒针直线的实时旋转角度与标准旋转角度之间的差异值，计算方法为：计算两组连续多帧指针图像中秒针直线的实时旋转角度与标准旋转角度的差值的平方值，将得到的差值的平方值的均值作为两组连续多帧指针图像中秒针直线的实时旋转角度与标准旋转角度之间的差异值；设置差异阈值，当两组连续多帧指针图像中秒针直线的实时旋转角度与标准旋转角度之间的差异值大于差异阈值时，则手表走时不准确；当两组连续多帧指针图像中秒针直线的实时旋转角度与标准旋转角度之间的差异值小于等于差异阈值时，则手表走时准确。
[0013]计算每张手表表盘频谱图中每个高亮点相对于中心点的方向角度的方法为：获取手表表盘频谱图中每个高亮点与中心点的坐标信息，利用反正切函数计算每个高亮点相对于中心点的方向角度；根据上述方法计算得到每张手表表盘频谱图中每个高亮点相对于中心点的方向角度。
[0014]相比于现有技术，本专利技术实施例的有益效果在于：1. 本专利技术使用表盘的频谱图进行分析，通过对频谱图中的高频信息进行筛选，得到手表中的秒针，避免了以RGB图像作为分析对象，在识别过程中需要考虑阈值、灰度值、RGB值等情况，综合下来较繁琐、计算量大的问题，且频谱图中的噪声信息较少，信息量也较小，计算过程更简单。
[0015]2. 本专利技术通过对指针对应高亮点的筛选，得到最终的秒针信息，对相邻图像做差得到秒针本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于图像理解的手表走时精度验证方法，其特征在于，包括：获取连续多帧手表表盘图像，并对连续多帧手表表盘图像进行傅里叶变换得到对应的手表表盘频谱图；获取每张手表表盘频谱图中的中心点，根据手表表盘频谱图中每个高亮点的坐标信息计算每张手表表盘频谱图中每个高亮点相对于中心点的方向角度；根据每张手表表盘频谱图中每个高亮点相对于中心点的方向角度以及手表表盘频谱图的尺寸，计算相对于中心点的方向角度相同和相差180
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的高亮点能构成同一条直线的直线概率；以每张手表表盘频谱图中的中心点为聚类中心进行聚类，得到每张手表表盘频谱图的高频信息区域，得到每张手表表盘频谱图中过中心点的所有直线；将每张手表表盘频谱图中过中心点的所有大于高频信息区域对角线长度的直线形成的区域作为疑似指针区域，利用疑似指针区域直线中直线的数量以及直线的密度确定指针区域，将指针区域的中位线作为指针直线；提取连续多帧手表表盘频谱图中的指针直线的高亮点得到连续多帧手表表盘频谱图对应的连续多帧指针图像；对连续多帧指针图像中相邻两张指针图像做差处理得到相邻两张指针图像中的两条秒针直线，将相邻两帧指针图像中秒针直线之间形成的夹角作为实时旋转角度；利用计算出的秒针直线的实时旋转角度对手表的走时精度进行验证。2.根据权利要求1所述的一种基于图像理解的手表走时精度验证方法，其特征在于，利用计算出的秒针直线的实时旋转角度对手表的走时精度进行验证时，包括：获取两组连续多帧手表表盘图像，对两组连续多帧手表表盘图像进行处理，得到两组连续多帧手表表盘频谱图中秒针的实时旋转角度；利用两组连续多帧手表表盘频谱图中秒针的实时旋转角度对手表的走时精度进行验证。3.根据权利要求1所述的一种基于图像理解的手表走时精度验证方法，其特征在于，所述计算相对于中心点的方向角度相同和相差180
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的高亮点能构成同一条直线的直线概率的方法为：获取手表表盘频谱图中相对于中心点的方向角度为的高亮点和与相差180
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的高亮点，随机选取一个相对于中心点的方向角度为的高亮点作为起点，沿着和方向出发进行邻域搜索，得到邻域搜索方向角度为和的所有高亮点，统计方向角度为和得到的邻域搜索的所有高亮点的数量；将方向角度为和进行邻域搜索的所有高亮点的数量，与手表表盘频谱图过中心点的对角线的长度的商值作为方向角度为和上的所有高亮点能构成同一条直线的直线概率。4.根据权利要求1所述的一种基于图像理解的手表走时精度验证方法，其特征在于，所述得到每张手表表盘频谱图的高频信息区域的过程如下：获取每张手表表盘频谱图的中心点，以手表表盘频谱图的中心点为聚类中心进行聚
类，聚类方法为：若聚类中心的第一层邻域内所有点都是高亮点，则将第一层邻域内的高亮点与中心点聚类到高频信息区域中，继续进行第二层邻域的聚类，若第二层邻域内所有像素点都是高亮点，将第二层邻域的高亮点聚类到高频信息区域中，依此类推，直至第层邻域内存在不是高亮点的像素点，停止聚类，此时的高频信息区域即为该手表表盘频谱图的高频信息区域；...

【专利技术属性】
技术研发人员：王广学，
申请(专利权)人：山东聊城中泰表业有限公司，
类型：发明
国别省市：