[发明专利]一种快速精确测量叉指换能器指条宽度、周期、金属化比的方法及系统

权利要求书

1.一种快速精确测量叉指换能器指条宽度、周期、金属化比的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、输入带比例尺的叉指换能器图像，其中，图像中比例尺为绿色；

S2、根据比例尺获取单个像素点实际距离，通过提取比例尺绿色分量，进行图像过滤，显示绿色比例尺，识别左下第一个绿色像素点与右下最后一个像素点，从而获取图像比例尺像素长度，利用比例尺实际长度除以比例尺像素长度获取单个像素点实际长度；

S3、进行叉指换能器图像预处理，将原三通道叉指换能器图像进行灰度化为像素值在0到255之间单通道图像，采用边缘检测算法进行边缘检测，通过检测图像边缘，获取叉指换能器边缘线；

S4、识别多个叉指换能器尺寸并取均值，通过利用形态学连通算法，标记连通分量，从左到右开始计数，获取其共同的像素点，计算到每根指条；利用图像最小矩形包围叉指换能器边缘，取其长宽中点为计量点或线段取多点算均值，获取叉指换能器尺寸值、周期与金属化比；

步骤S2中提取比例尺绿色分量的方式包括：利用RGB格式和利用HSV格式；其中，利用RGB格式是通过设置绿色分量G大于其它分量，绿色分量减去红色分量大于阈值，绿色分量减去蓝色分量大于阈值，分离出其它非绿分量；利用HSV格式是通过设置色调、饱和度和明度，根据图像矩阵获取属于绿色部分的分量，提取绿色比例尺；

叉指换能器各参数的关系表示式如下：

其中，LW为指条宽度；pitch为指条周期，MR为金属化比。

2.根据权利要求1所述的一种快速精确测量叉指换能器指条宽度、周期、金属化比的方法，其特征在于，步骤S3中的边缘检测算法包括：小波检测、Candy算法、亚像素检测和遗传算法及其改进算法。

3.根据权利要求2所述的一种快速精确测量叉指换能器指条宽度、周期、金属化比的方法，其特征在于，candy算子进行边缘检测，主要包括以下步骤：

S31、利用高斯滤波器平滑图像：利用3x3或5x5高斯滤波器进行滤波，高斯公式如下：

其中，(x,y)是高斯滤波器坐标，δ²是高斯滤波器的方差，G(x,y)是高斯滤波器的值；

S32、利用一阶偏导的有限差分计算梯度的幅值和方向：针对每一个像素，计算0度、45度，90度、135度四个方向的微分近似，获取像素的梯度大小，梯度幅值计算公式分别如下：

f_0°(i,j)＝[1(i-1,j+1)+2(i,j+1)+1(i+1,j+1)-1(i-1,j-1)-2(i,j-1)-1(i+1,j-1)]

f_45°(i,j)＝[1(i+1,j)+2(i+1,j+1)+1(i,j+1)-1(i-1,j)-2(i-1,j-1)-1(i,j-1)]

f_90°(i,j)＝[1(i+1,j+1)+2(i+1,j)+1(i+1,j-1)-1(i-1,j+1)-2(i-1,j)-1(i-1,j-1)]

f_135°(i,j)＝[1(i,j-1)+2(i+1,j-1)+1(i+1,j)-1(i-1,j)-2(i-1,j+1)-1(i,j+1)]

其中，(i,j)为坐标，f为各方向梯度，M(i,j)为位梯度幅值；

S33、利用非极大值进行抑制，将当前像素的梯度强度与沿正负梯度方向上的两个像素进行比较，若当前像素的梯度强度与另外两个像素相比最大，则该像素点保留为边缘点，否则该像素点将被抑制；

S34、利用双阈值算法检测和连接边缘。

4.基于权利要求1所述的一种快速精确测量叉指换能器指条宽度、周期、金属化比的方法的系统，其特征在于，包括：

带比例尺叉指换能器图像输入模块，用于输入带比例尺的叉指换能器图像；

单个像素点实际距离获取模块，通过提取比例尺分量，进行图像过滤，显示比例尺，识别左下第一个绿色像素点与右下最后一个像素点，从而获取图像比例尺像素长度，利用比例尺实际长度除以比例尺像素长度获取单个像素点实际长度；

叉指换能器图像预处理模块，将原三通道叉指换能器图像进行灰度化为像素值在0到255之间单通道图像，采用边缘检测算法进行边缘检测，通过检测图像边缘，获取叉指换能器边缘线；

叉指换能器尺寸识别模块，通过利用形态学连通算法，标记连通分量，从左到右开始计数，获取其共同的像素点，计算到每根指条；利用图像最小矩形包围叉指换能器边缘，取其长宽中点为计量点或线段取多点算均值，获取叉指换能器尺寸值、周期与金属化比。