[发明专利]基于红色圆标靶图像处理的结构振动位移测量方法及装置

权利要求书

1.一种基于红色圆标靶图像处理的结构振动位移测量方法，其特征在于，包括：

对获取的红色圆标靶视频进行视频序列分解，得到每一帧图像，所述红色圆标靶为黑色方形靶的中心设置红色圆形靶，所述红色圆标靶视频为将红色圆标靶设置在待测结构上，拍摄的所述待测结构发生振动时的红色圆标靶视频；

将每一帧图像中的所述红色圆形靶从所述黑色方形靶中分离，得到每一帧图像中属于所述红色圆形靶的目标像素值；同时提取所述红色圆形靶的边缘，得到每一帧图像中的所述红色圆形靶的边缘像素值；

根据W_ij＝(R_ij100)(R_ij1.3*G_ij)(R_ij1.3*B_ij)得到每一帧图像中所述红色圆形靶的二值分割结果；其中，W_ij表示所述红色圆形靶的二值分割结果，R_ij、G_ij、B_ij分别表示图像三通道数据矩阵中的第i行第j列对应的像素灰度值，i、j分别为正整数；

当所述二值分割结果的值为1，则第i行第j列对应的像素值为所述红色圆形靶的目标像素值；当所述二值分割结果的值不为1，则第i行第j列对应的像素值为所述黑色方形靶的目标像素值；

根据所述目标像素值，采用连通体分析技术得到所述红色圆形靶的圆心初始值和半径初始值；并根据所述圆心初始值和所述半径初始值对所述边缘像素值进行滤波处理，得到滤波后的边缘像素值；

根据所述滤波后的边缘像素值采用基于随机采样一致性理论的圆方程计算方法，计算得到所述红色圆标靶的目标圆心值和目标半径值；

根据多帧图像计算得到的目标圆心值和目标半径值，以及测量的所述红色圆标靶的实际半径值，计算得到所述红色圆标靶的实际位移变化值；

所述根据多帧图像计算得到的目标圆心值和目标半径值，以及测量的所述红色圆标靶的实际半径值，计算得到所述红色圆标靶的实际位移变化值，包括：

根据多帧图像计算得到的目标圆心值和目标半径值，得到目标圆心横坐标序列值、目标圆心纵坐标序列值以及目标半径序列值；

分别根据目标圆心横坐标序列值和目标圆心纵坐标序列值，得到所述红色圆标靶的横坐标变化序列值和纵坐标变化序列值；

测量得到所述红色圆标靶的实际半径值，根据所述实际半径值和所述目标半径序列值，计算得到实际位移与图像坐标的比例值；

将所述比例值分别乘以所述红色圆标靶的横坐标变化序列值和纵坐标变化序列值，得到所述红色圆标靶的实际位移变化值；

所述根据所述实际半径值和所述目标半径序列值，计算得到实际位移与图像坐标的比例值，包括：

根据计算得到实际位移与图像坐标的比例值；

其中，Pw表示实际位移与图像坐标的比例值，F表示所述目标半径序列值的数量，D表示所述实际半径值，(ro₁、ro₂…ro_F)表示所述目标半径序列值。

2.如权利要求1所述的基于红色圆标靶图像处理的结构振动位移测量方法，其特征在于，所述根据所述目标像素值，采用连通体分析技术得到所述红色圆形靶的圆心初始值和半径初始值，包括：

统计所述目标像素值中所有连通体的面积和位置坐标，并确定面积最大的连通体；

确定所述面积最大的连通体的外接矩形的中心点为所述红色圆形靶的圆心初始值，确定所述面积最大的连通体的外接矩形的边长平均值为所述红色圆形靶的半径初始值。

3.如权利要求2所述的基于红色圆标靶图像处理的结构振动位移测量方法，其特征在于，所述确定所述面积最大的连通体的外接矩形的中心点为所述红色圆形靶的圆心初始值，包括：

根据确定所述红色圆形靶的圆心初始值；

其中，a表示所述圆心初始值的横坐标值，b表示表示所述圆心初始值的纵坐标值，x表示所述外接矩形的左上角横坐标值，y表示表示所述外接矩形的左上角纵坐标值，w表示表示所述外接矩形的宽度，h表示表示表示所述外接矩形的高度；

所述确定所述面积最大的连通体的外接矩形的边长平均值为所述红色圆形靶的半径初始值，包括：

根据r＝(w+h)/2确定所述红色圆形靶的半径初始值；

其中，r表示所述红色圆形靶的半径初始值。