一种火车双向平煤的平煤效果视觉监控方法技术

本发明专利技术涉及图像去噪技术领域，具体涉及一种火车双向平煤的平煤效果视觉监控方法，获取平煤效果深度图像的初始灰度图像，确定各像素点的目标窗口区域，并划分为预设个数的子窗口区域，根据子窗口区域的相关深度特征得到目标窗口区域的区域深度特征相似指标序列，获取中心像素点的平煤线疑似程度，根据两个像素点的区域间相似指标以及平煤线疑似程度，得到值域模板的值域权重，根据双边滤波算法对初始灰度图像进行去噪。本发明专利技术提供的火车双向平煤的平煤效果视觉监控方法克服了双边滤波算法中对图像边缘信息保留较好的区域的噪声滤除效果差，噪声滤除效果好的区域的边缘信息被过度模糊的缺点，使得对后续的平煤效果进行较为准确的识别。的识别。的识别。

【技术实现步骤摘要】
一种火车双向平煤的平煤效果视觉监控方法


[0001]本专利技术涉及图像去噪
，具体涉及一种火车双向平煤的平煤效果视觉监控方法。

技术介绍

[0002]煤矿采煤后通常是使用火车将煤运输出去，大多数是机器装车，在装到接近车厢装载量时，因为装车点比较少，不可避免地出现车厢内煤量堆积不均匀，形成煤峰和煤谷，这样直接运输会造成火车偏载、煤料抛洒等问题的出现。所以，需要将火车车厢内的煤平匀，使车厢内煤顶面基本水平，以便后续车厢封顶等工作。如今一般是采用平煤器来代替人工进行火车车厢双向平煤，即两个方向的平煤操作。为了更加方便的监控平煤器的平煤效果，通常会在平煤器附近安装深度相机来监控平煤过程，通过火车车厢平煤后的表面平煤效果图像来判断平煤效果的好坏。但是由于平煤过程中扬尘较多，以及监控设备的长时间运行会使得拍摄到的图像极易受到噪声的影响，造成监控画面的不清晰，降低平煤效果识别的精度，影响平煤效果的视觉监控。因此需要对监控图像进行图像去噪处理，以获得较高质量的监控图像。
[0003]由于平煤效果的优劣是根据平煤后的火车车厢中表面的煤料边缘来进行识别的，而传统的高斯滤波、中值滤波、小波变换等方法会造成图像中边缘的缺失，因此使用传统的方法对平煤效果图像进行去噪处理会对图像的细节改变较大，去噪效果较差，影响后续对平煤效果的识别。为了解决上述问题，同时考虑空域信息和值域信息的双边滤波算法在去除噪声的同时也能较好的保留图像的边缘信息。双边滤波算法中的值域模板函数是以模板中的像素点与中心像素点之间的灰度值的相似程度来进行权重计算的，但是，这种值域权重获取方式在一些情况下会影响噪声处理效果，比如如果模板中心为噪声像素点以及噪声像素点较集中的区域时，噪声处理效果较差，会使区域中图像边缘信息保留较好的区域的噪声滤除效果差，噪声滤除效果好的区域的边缘信息被过度模糊。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，为了解决现有的双边滤波算法中的值域模板函数中的值域权重获取方式会导致图像去噪效果不佳的技术问题，本专利技术提供一种火车双向平煤的平煤效果视觉监控方法。
[0005]所采用的技术方案具体如下：一种火车双向平煤的平煤效果视觉监控方法，包括：获取平煤效果深度图像的初始灰度图像；以所述初始灰度图像中的各像素点为中心像素点，按照预设窗口大小，获取各中心像素点对应的目标窗口区域，并将所述目标窗口区域划分为预设个数的子窗口区域；根据子窗口区域的深度特征分布情况，获取反映子窗口区域的深度特征均匀情况的特征值，以及子窗口区域中的最大深度特征和最小深度特征；根据所述特征值、最大深度
特征、最小深度特征和中心像素点的深度特征，得到所述目标窗口区域的区域深度特征相似指标序列；根据所述目标窗口区域的区域深度特征相似指标序列，得到中心像素点的平煤线疑似程度；基于所述中心像素点对应的区域深度特征相似指标序列，与所述中心像素点对应目标窗口区域中各其他像素点的区域深度特征相似指标序列之间的区域间相似指标，以及所述各其他像素点的平煤线疑似程度，得到所述各其他像素点的值域模板的值域权重；基于所述值域权重，根据双边滤波算法对所述初始灰度图像进行去噪。
[0006]在一个实施例中，所述预设窗口的大小为，n大于或者等于3；预设个数为4个；各子窗口区域的大小为；相应地，所述将所述目标窗口区域划分为预设个数的子窗口区域，包括：第一个子窗口区域为第一行到第n行的像素点构成的区域与第一列至第n列的像素点构成的区域的交集；第二个子窗口区域为第一行到第n行的像素点构成的区域与第n列至第2n
‑
1列的像素点构成的区域的交集；第三个子窗口区域为第n行到第2n
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1行的像素点构成的区域与第一列至第n列的像素点构成的区域的交集；第四个子窗口区域为第n行到第2n
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1行的像素点构成的区域与第n列至第2n
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1列的像素点构成的区域的交集。
[0007]在一个实施例中，所述子窗口区域的深度特征分布情况的获取过程，包括：根据预设方向确定规则，获取所述子窗口区域的方向；对于该子窗口区域中的任意一个像素点，获取所述子窗口区域的方向下，该像素点的下一个像素点的深度值与该像素点的深度值的差值绝对值，作为该像素点的深度特征值；获取得到的该子窗口区域对应的所有深度特征值构成该子窗口区域的深度特征分布情况。
[0008]在一个实施例中，所述反映子窗口区域的深度特征均匀情况的特征值为所述子窗口区域的深度特征的信息熵。
[0009]在一个实施例中，根据所述特征值、最大深度特征、最小深度特征和中心像素点的深度特征，得到所述目标窗口区域的区域深度特征相似指标序列，包括：对于第x个子窗口区域，根据该子窗口区域的特征值、最大深度特征、最小深度特征和中心像素点的深度特征，得到该子窗口区域的区域深度特征相似指标，计算公式如下：其中，x为子窗口区域的索引，x=1、2
……
X，X为目标窗口区域中的子窗口区域的数量，为第x个子窗口区域的区域深度特征相似指标，为反映第x个子窗口区域的深度特征均匀情况的特征值，为第x个子窗口区域的最大深度特征，为第x个子窗口区域的最小深度特征，为中心像素点在第x个子窗口区域中的深度特征；所述目标窗口区域中的所有的子窗口区域的区域深度特征相似指标构成所述目
标窗口区域的区域深度特征相似指标序列。
[0010]在一个实施例中，根据所述目标窗口区域的区域深度特征相似指标序列，得到中心像素点的平煤线疑似程度，包括：按照预设分组规则，将各子窗口区域两两分组，得到两个子窗口区域组；根据各子窗口区域组中的两个子窗口区域的区域深度特征相似指标，得到区域深度特征相似指标的差异值；获取最大差异值，根据最大差异值得到中心像素点的平煤线疑似程度，其中，最大差异值与平煤线疑似程度呈正相关关系。
[0011]在一个实施例中，所述预设分组规则为：第一个子窗口区域与第四个子窗口区域构成其中一个子窗口区域组，第二个子窗口区域与第三个子窗口区域构成另一个子窗口区域组；相应地，所述根据各子窗口区域组中的两个子窗口区域的区域深度特征相似指标，得到区域深度特征相似指标的差异值，包括：计算子窗口区域组中，其中一个子窗口区域的区域深度特征相似指标与预设值相加后得到的和值，得到第一和值，另一个子窗口区域的区域深度特征相似指标与所述预设值相加后得到的和值，得到第二和值；其中，所述预设值为大于0的数值；计算第一和值和第二和值的比值，得到所述差异值；相应地，所述根据最大差异值得到中心像素点的平煤线疑似程度，包括：所述最大差异值为所述平煤线疑似程度。
[0012]在一个实施例中，所述目标窗口区域中的所有的子窗口区域的区域深度特征相似指标，按照预设顺序进行排列，构成所述目标窗口区域的区域深度特征相似指标序列；相应地，所述区域间相似指标的计算过程，包括：对于任意一个其他像素点，分别计算中心像素点对应的区域深度特征相似指标序列与该其他像素点的区域深度特征相似指标序列中相同位置处的区域深度特征相似指标的差值绝对值；求取所述差值绝对值的平本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种火车双向平煤的平煤效果视觉监控方法，其特征在于，包括：获取平煤效果深度图像的初始灰度图像；以所述初始灰度图像中的各像素点为中心像素点，按照预设窗口大小，获取各中心像素点对应的目标窗口区域，并将所述目标窗口区域划分为预设个数的子窗口区域；根据子窗口区域的深度特征分布情况，获取反映子窗口区域的深度特征均匀情况的特征值，以及子窗口区域中的最大深度特征和最小深度特征；根据所述特征值、最大深度特征、最小深度特征和中心像素点的深度特征，得到所述目标窗口区域的区域深度特征相似指标序列；根据所述目标窗口区域的区域深度特征相似指标序列，得到中心像素点的平煤线疑似程度；基于所述中心像素点对应的区域深度特征相似指标序列，与所述中心像素点对应目标窗口区域中各其他像素点的区域深度特征相似指标序列之间的区域间相似指标，以及所述各其他像素点的平煤线疑似程度，得到所述各其他像素点的值域模板的值域权重；基于所述值域权重，根据双边滤波算法对所述初始灰度图像进行去噪。2.根据权利要求1所述的火车双向平煤的平煤效果视觉监控方法，其特征在于，所述预设窗口的大小为，n大于或者等于3；预设个数为4个；各子窗口区域的大小为；相应地，所述将所述目标窗口区域划分为预设个数的子窗口区域，包括：第一个子窗口区域为第一行到第n行的像素点构成的区域与第一列至第n列的像素点构成的区域的交集；第二个子窗口区域为第一行到第n行的像素点构成的区域与第n列至第2n
‑
1列的像素点构成的区域的交集；第三个子窗口区域为第n行到第2n
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1行的像素点构成的区域与第一列至第n列的像素点构成的区域的交集；第四个子窗口区域为第n行到第2n
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1行的像素点构成的区域与第n列至第2n
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1列的像素点构成的区域的交集。3.根据权利要求2所述的火车双向平煤的平煤效果视觉监控方法，其特征在于，所述子窗口区域的深度特征分布情况的获取过程，包括：根据预设方向确定规则，获取所述子窗口区域的方向；对于该子窗口区域中的任意一个像素点，获取所述子窗口区域的方向下，该像素点的下一个像素点的深度值与该像素点的深度值的差值绝对值，作为该像素点的深度特征值；获取得到的该子窗口区域对应的所有深度特征值构成该子窗口区域的深度特征分布情况。4.根据权利要求3所述的火车双向平煤的平煤效果视觉监控方法，其特征在于，所述反映子窗口区域的深度特征均匀情况的特征值为所述子窗口区域的深度特征的信息熵。5.根据权利要求2所述的火车双向平煤的平煤效果视觉监控方法，其特征在于，根据所述特征值、最大深度特征、最小深度特征和中心像素点的深度特征，得到所述目标窗口区域的区域深度特征相似指标序列，包括：对于第x个子窗口区域，根据该子窗口区域的特征值、最大深度特征、最小深度特征和中心像素点的深度特征，得到该子窗口区域的区域深度特征相似指标，计算公式如下：
其中，x为子窗口区域的索引，x=1、2
……
X，X为目标窗...

【专利技术属性】
技术研发人员：李慎君，张宏乐，孟繁荣，郑联先，李志海，
申请(专利权)人：山东中都机器有限公司，
类型：发明
国别省市：