專利名稱：一種基于像素坐標(biāo)策略的電磁兼容測(cè)試曲線圖片的信息提取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電磁兼容診斷和調(diào)試部分中關(guān)于電磁兼容測(cè)試曲線的數(shù)據(jù)提取方法，更特別地說，是指一種基于像素一坐標(biāo)策略的電磁兼容測(cè)試曲線圖片的數(shù)據(jù)信息提取方法。
背景技術(shù)：
MATLAB軟件是一款集數(shù)值計(jì)算、符號(hào)運(yùn)算和圖形處理等多種功能于一體的科學(xué)計(jì)算軟件，包含許多專用工具箱，可以滿足不同專業(yè)用戶的需求。MATLAB可以創(chuàng)建圖形用戶界面，即用戶與計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)程序的接觸點(diǎn)或交互方式，是用戶與計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息交流的方式。電磁兼容(EMC,ElectroMagnetic Compatibility)一般指電氣及電子設(shè)備在共同的電磁環(huán)境中能執(zhí)行各自功能的共存狀態(tài)，即要求在同一電磁環(huán)境中的上述各種設(shè)備都能正常工作又互不干擾，達(dá)到“兼容”狀態(tài)。換句話說，電磁兼容是指電子線路、設(shè)備、系統(tǒng)相互不影響，從電磁角度具有相容性的狀態(tài)。相容性包括設(shè)備內(nèi)電路模塊之間的相容性、設(shè)備之間的相容性和系統(tǒng)之間的相容性。電磁兼容在電子產(chǎn)品的研制過程中有3個(gè)重要部分是缺一不可的，那就是電磁兼容的設(shè)計(jì)、電磁兼容的診斷和調(diào)試以及電磁兼容的標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)。由于電磁兼容本身的復(fù)雜性，雖然理論設(shè)計(jì)毫無(wú)疑問將起十分重要的作用，但產(chǎn)品的實(shí)際研制中出現(xiàn)的電磁干擾是理論設(shè)計(jì)中無(wú)法考慮和遇見的。因此，電磁兼容的診斷和調(diào)試在產(chǎn)品的研制過程中就特別重要。電磁干擾的檢測(cè)、診斷離不開測(cè)量?jī)x器，常用的儀器有頻譜分析儀、示波器等。其中頻譜分析儀頻帶范圍為IOkHz 1GHz，頻帶很寬，頻譜測(cè)試曲線(如圖2C所示)常采用半對(duì)數(shù)坐標(biāo)系，即幅值軸采用分度均勻的普通坐標(biāo)軸，而頻率軸則采用分度不均勻的對(duì)數(shù)坐標(biāo)，在此軸上，某點(diǎn)與原點(diǎn)的實(shí)際距離為該點(diǎn)對(duì)應(yīng)數(shù)的對(duì)數(shù)值，但是在該點(diǎn)標(biāo)出的值是真數(shù)，也就是實(shí)際的頻率值。除此之外，也可用普通坐標(biāo)系顯示測(cè)試曲線(如圖2A、圖2B所示)。對(duì)于儀器上顯示的測(cè)試曲線大多以圖片(圖片可以是電子形式也可以是紙制圖片經(jīng)掃描成電子得到)形式存儲(chǔ)，而不能以數(shù)據(jù)方式存儲(chǔ)，為后期的曲線分析和故障診斷帶來了不便。為此，需要一種可以提取電磁兼容測(cè)試曲線圖片中各項(xiàng)數(shù)據(jù)的方法。目前，提取圖片中相關(guān)數(shù)據(jù)的方法大致可歸納為兩類一類是通過圖像處理軟件，設(shè)置曲線坐標(biāo)軸進(jìn)行數(shù)據(jù)提取，可分為自動(dòng)提取和手動(dòng)采點(diǎn)提取兩種方法，自動(dòng)提取方法雖然省時(shí)省力，但沒有考慮到電磁兼容測(cè)試曲線頻帶寬的特點(diǎn)，基本上都是一個(gè)頻率點(diǎn)對(duì)應(yīng)多個(gè)幅值，在自動(dòng)提取數(shù)據(jù)時(shí)遇到這種情況會(huì)將幅值進(jìn)行均值處理，與實(shí)際數(shù)據(jù)不符，手動(dòng)采點(diǎn)提取則需要大量的時(shí)間和精力，且受限于人的視覺和標(biāo)記的精度；另一類是對(duì)圖像進(jìn)行矢量化處理，將其轉(zhuǎn)化成矢量化格式，結(jié)合圖像處理軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)提取，但圖像的轉(zhuǎn)化過程不甚準(zhǔn)確，對(duì)于電磁兼容測(cè)試曲線來說，很多諧波分量會(huì)在此過程中丟失，造成提取完成后重要數(shù)據(jù)缺失的問題。且以上這些方法大多用于曲線過于簡(jiǎn)單平滑的圖片曲線數(shù)據(jù)的提取，對(duì)于電磁兼容測(cè)試領(lǐng)域中復(fù)雜多變的曲線適用性不強(qiáng)。綜上所述，現(xiàn)有的從圖片中提取相關(guān)數(shù)據(jù)的方法均無(wú)法完全滿足從圖片形式保存的電磁兼容測(cè)試曲線中獲取各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息的要求。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明目的在于提供一種能夠滿足電磁兼容測(cè)試曲線圖片的數(shù)據(jù)信息提取方法，該方法能夠較完整的提取電磁兼容測(cè)試曲線圖片中的數(shù)據(jù)信息，特別是諧波成分，提取出的數(shù)據(jù)較全面的反映了電磁兼容測(cè)試曲線的頻譜特征，滿足了電磁兼容診斷和調(diào)試部分中后續(xù)故障診斷的要求。本發(fā)明的數(shù)據(jù)提取方法較已有方法擴(kuò)大了應(yīng)用范圍，且提聞了準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。本發(fā)明的一種電磁兼容圖片測(cè)試曲線的數(shù)據(jù)提取方法，該數(shù)據(jù)提取是用于電磁兼容測(cè)試中的圖片曲線數(shù)字化，其特征在于所述電磁兼容圖片測(cè)試曲線的數(shù)據(jù)提取方法包括圖片去噪、圖片二值化、去除網(wǎng)格的圖片預(yù)處理；普通坐標(biāo)系和半對(duì)數(shù)坐標(biāo)系的坐標(biāo)系置換下的圖片數(shù)據(jù)提??；多圖處理和數(shù)據(jù)合并處理；為了便于用戶和計(jì)算機(jī)程序的交互，利用MATLAB軟件編寫了相應(yīng)的程序界面；基于此界面的數(shù)據(jù)提取方法有下列處理步驟步驟1:導(dǎo)入目標(biāo)圖片，該圖片內(nèi)容是電磁兼容的一條測(cè)試曲線，需看得出坐標(biāo)系種類和坐標(biāo)軸標(biāo)注，該圖片可來自測(cè)試儀器，也可來自紙介質(zhì)的掃描件，導(dǎo)入圖片后即可獲得整個(gè)圖片的像素矩陣，導(dǎo)入圖片后轉(zhuǎn)到步驟2 ;步驟2 :采用手動(dòng)采點(diǎn)的方式標(biāo)注坐標(biāo)軸的原點(diǎn)和終點(diǎn)，并采集測(cè)試曲線與背景網(wǎng)格重疊的峰值點(diǎn)，獲得這些點(diǎn)的像素位置并存儲(chǔ)，先存儲(chǔ)坐標(biāo)軸的關(guān)鍵點(diǎn)，再存儲(chǔ)曲線和網(wǎng)格的重疊點(diǎn)，分別待步驟5中數(shù)據(jù)提取和步驟3中去除網(wǎng)格備用，如果測(cè)試曲線中沒有網(wǎng)格，則只標(biāo)記坐標(biāo)軸的關(guān)鍵 點(diǎn)，標(biāo)記完成后轉(zhuǎn)到步驟3 ；所述的坐標(biāo)軸的原點(diǎn)和橫縱坐標(biāo)軸的終點(diǎn)的像素位置分別用(Μ, η)、(Μ, N)、(m, η)表不，m為坐標(biāo)軸內(nèi)有效區(qū)域的橫向掃描像素點(diǎn)的初始位置，M為坐標(biāo)軸內(nèi)有效區(qū)域的橫向掃描像素點(diǎn)的終止位置，η為坐標(biāo)軸內(nèi)有效區(qū)域的縱向掃描像素點(diǎn)的初始位置，N為坐標(biāo)軸內(nèi)有效區(qū)域的縱向掃描像素點(diǎn)的終止位置；步驟3 :采用圖像處理技術(shù)，根據(jù)圖片質(zhì)量選擇性的進(jìn)行圖片去噪、圖像二值化和網(wǎng)格去除，處理完畢后轉(zhuǎn)到步驟4 ；所述圖像去噪是采用小波變換對(duì)含有噪聲的圖片進(jìn)行去噪處理，這類圖片因噪聲原因質(zhì)量差，圖片曲線特性容易被淹沒，造成數(shù)據(jù)的物體去和漏提取，如果圖像清晰，可直接跳過該步；所述圖像二值化是將圖片轉(zhuǎn)化為只有黑白兩色的二值圖像，采用大津法對(duì)圖片進(jìn)行處理，找到目標(biāo)圖片的閾值，大于閾值的像素點(diǎn)設(shè)為背景色白色，小于閾值的像素點(diǎn)設(shè)為目標(biāo)曲線黑色，從而獲得只有黑白兩色的圖片；基于本發(fā)明是根據(jù)一點(diǎn)的像素值來判斷該點(diǎn)是否為曲線上的有效點(diǎn)，為此將圖片進(jìn)行二值化處理有助于像素點(diǎn)的快速判斷，如果圖像本身已是黑白圖像，可直接跳過該步；所述網(wǎng)格去除是指去除電磁兼容測(cè)試曲線的背景網(wǎng)格，采用像素遍歷掃描法將網(wǎng)格設(shè)為背景色白色，對(duì)步驟2中儲(chǔ)存的曲線與網(wǎng)格重疊處的像素位置點(diǎn)進(jìn)行插值，設(shè)為目標(biāo)曲線黑色，獲得沒有網(wǎng)格的測(cè)試曲線；去除水平和垂直的網(wǎng)格后可便于數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確提取，如果曲線背景無(wú)網(wǎng)格，可直接跳過該步；步驟4 :對(duì)測(cè)試曲線進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，手動(dòng)輸入橫縱坐標(biāo)軸的起始值和終止值，以獲得坐標(biāo)軸的最大最小值信息，設(shè)置完成后轉(zhuǎn)到步驟5 ；步驟5 :由步驟2和步驟4分別獲得了圖片中坐標(biāo)軸區(qū)域的像素矩陣和坐標(biāo)軸參數(shù)，采用像素-坐標(biāo)策略，選擇圖片中曲線的坐標(biāo)系類型，根據(jù)像素位置和坐標(biāo)軸的關(guān)系即可獲得測(cè)試曲線的數(shù)據(jù)信息，并存儲(chǔ)在文本文件中，即提高了效率又減小了人類視覺和標(biāo)記精度帶來的誤差，數(shù)據(jù)提取完畢后轉(zhuǎn)到步驟6 ；步驟6 :判斷測(cè)試曲線是否分多圖處理，若該測(cè)試曲線只存儲(chǔ)在一副圖片中，則轉(zhuǎn)到步驟9，若分多圖存儲(chǔ)，則轉(zhuǎn)到步驟7 ;步驟7 :判斷多圖處理是否完畢，若處理完畢則轉(zhuǎn)到步驟8，若還未處理完畢，則轉(zhuǎn)到步驟1，依次進(jìn)行步驟2、步驟3、步驟4、步驟5、步驟6、步驟7，直到全部處理完畢后轉(zhuǎn)到步驟8 ;步驟8 :采用數(shù)據(jù)首尾相接法，對(duì)從多幅測(cè)試曲線圖片中提取的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲得該測(cè)試數(shù)據(jù)的完整信息，并轉(zhuǎn)到步驟9 ；步驟9 :顯示已提取出的數(shù)據(jù)，結(jié)束此次數(shù)據(jù)提取過程。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)電磁兼容測(cè)試曲線圖片的數(shù)據(jù)提取的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明將圖像處理技術(shù)與電磁兼容測(cè)試領(lǐng)域相結(jié)合，使以圖片形式存儲(chǔ)的測(cè)試曲線實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。本發(fā)明較已有方法擴(kuò)大了應(yīng)用范圍，除步驟2中標(biāo)注坐標(biāo)軸和少數(shù)與網(wǎng)格重疊的曲線峰值點(diǎn)外均可通過自動(dòng)方式完成數(shù)據(jù)提取，提高了效率和穩(wěn)定性。本發(fā)明利用已有的圖像處理技術(shù)，如圖像去噪、二值化，并結(jié)合電磁兼容測(cè)試曲線圖片的實(shí)際情況，通過步驟2和步驟3增加了去除網(wǎng)格這一預(yù)處理過程，避免了圖中背景網(wǎng)格給數(shù)據(jù)提取造成的干擾。在預(yù)處理過程中，可根據(jù)圖片的實(shí)際情況選擇預(yù)處理技術(shù)以便獲得最好的圖像效果。本發(fā)明通過步驟2、步驟4和步驟5引入了像素一坐標(biāo)策略，包含了電磁兼容測(cè)試數(shù)據(jù)常用的兩種坐標(biāo)系，一種是普通坐標(biāo)系，一種是半對(duì)數(shù)坐標(biāo)系，在處理過程中可根據(jù)實(shí)際曲線坐標(biāo)系選擇相應(yīng)的坐標(biāo)類型和像素位置與坐標(biāo)尺度的關(guān)系進(jìn)行數(shù)據(jù)提取。本發(fā)明針對(duì)電磁兼容測(cè)試數(shù)據(jù)頻譜寬的特點(diǎn)，并結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)可能分多圖存儲(chǔ)的一組測(cè)試數(shù)據(jù)同樣適用。每張圖片的處理過程同前一樣，當(dāng)所有的圖片都處理完畢后可通過步驟8進(jìn)行多組數(shù)據(jù)的合并，完成該組圖片的數(shù)據(jù)提取過程。


圖1是本發(fā)明像素一坐標(biāo)策略的信息流向結(jié)構(gòu)框圖。圖2A是普通坐標(biāo)系下無(wú)網(wǎng)格測(cè)試曲線圖片上的像素位置與其坐標(biāo)尺度的關(guān)系示意圖。圖2B是普通坐標(biāo)系下測(cè)試曲線圖片上的像素位置與其坐標(biāo)尺度的關(guān)系示意圖。圖2C是半對(duì)數(shù)坐標(biāo)系下測(cè)試曲線圖片上的像素位置與其坐標(biāo)尺度的關(guān)系示意圖。圖3是基于界面的電磁兼容測(cè)試曲線圖片的數(shù)據(jù)提取流程圖。
圖4是縱向網(wǎng)格去除的流程圖。圖5是采用像素-坐標(biāo)策略提取數(shù)據(jù)的流程圖。圖6是電磁兼容測(cè)試曲線圖片提取數(shù)據(jù)的初始界面。圖7是電磁兼容測(cè)試曲線圖片導(dǎo)入的示意圖。圖8是設(shè)置圖片中電磁兼容測(cè)試曲線坐標(biāo)軸的示意圖。圖9是手動(dòng)采集圖片中電磁兼容測(cè)試曲線與網(wǎng)格重疊的峰值點(diǎn)的示意圖。圖10是對(duì)電磁兼容測(cè)試曲線圖片進(jìn)行預(yù)處理的示意圖。圖11是設(shè)置圖片中電磁兼容測(cè)試曲線參數(shù)的示意圖。圖12是坐標(biāo)系選擇示意圖,包括普通坐標(biāo)系和半對(duì)數(shù)坐標(biāo)系。圖13是顯示從電磁兼容測(cè)試曲線圖片中提取的數(shù)據(jù)的示意圖。圖14是針對(duì)一組電磁兼容測(cè)試數(shù)據(jù)分多圖存儲(chǔ)情況下數(shù)據(jù)合并的示意圖。圖15是用提取出的數(shù)據(jù)重構(gòu)的曲線與原曲線的對(duì)比圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例1對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。本發(fā)明的實(shí)質(zhì)是將圖像處理技術(shù)與電磁兼容測(cè)試曲線相結(jié)合，利用像素坐標(biāo)策略對(duì)電磁兼容測(cè)試曲線圖片格式文件進(jìn)行處理，獲取電磁兼容測(cè)試曲線圖片中的頻率與幅度數(shù)字信息。所述頻率與幅度數(shù)字信息能夠以txt文件格式進(jìn)行保存，保存的txt文件能夠應(yīng)用于電磁兼容的診斷和調(diào)試階段。參見圖1所示，在本發(fā)明中，像素一坐標(biāo)策略包括有圖片導(dǎo)入單元10、圖像預(yù)處理單元20、參數(shù)設(shè)置單元30、坐標(biāo)系選擇單元40和數(shù)據(jù)合并單元50。像素一坐標(biāo)策略采用MATLAB (版本號(hào)MATLAB_R2011A)軟件編程得到。像素一坐標(biāo)策略運(yùn)行于計(jì)算機(jī)中，所述計(jì)算機(jī)是一種能夠按照事先存儲(chǔ)的程序，自動(dòng)、高速地進(jìn)行大量數(shù)值計(jì)算和各種信息處理的現(xiàn)代化智能電子設(shè)備。最低配置為CPU 2GHz,內(nèi)存2GB，硬盤40GB ;操作系統(tǒng)為windows2000/2003/XP。(一)圖片導(dǎo)入單元10圖片導(dǎo)入單元10第一方面用于讀取格式為JPG、BMP、GIF的電磁兼容測(cè)試曲線圖片文件；第二方面對(duì)導(dǎo)入的圖片標(biāo)記出起始坐標(biāo)點(diǎn)，導(dǎo)入圖片的左上角為像素坐標(biāo)系XOY的原點(diǎn)0(x。，Y。)，幅度值為X軸，頻率值為Y軸，起始坐標(biāo)點(diǎn)存儲(chǔ)在axis mesh, txt文件中；第三方面對(duì)帶有網(wǎng)格的電磁兼容測(cè)試曲線圖片進(jìn)行峰值點(diǎn)標(biāo)記；標(biāo)記方式為，選取峰值點(diǎn)與幅度值和頻率值網(wǎng)格線重合的點(diǎn)，標(biāo)記的峰值點(diǎn)將會(huì)存儲(chǔ)在data mesh, txt文件中。(二)圖像預(yù)處理單元2O圖像預(yù)處理單元20包括有圖像去噪、二值化、去除網(wǎng)格。所述圖像去噪是采用小波變換對(duì)含有噪聲的圖片進(jìn)行去噪處理，這類圖片因噪聲原因質(zhì)量差，圖片曲線特性容易被淹沒，造成數(shù)據(jù)的誤提取和漏提取，如果圖像清晰，可以不進(jìn)行圖像去噪處理。所述圖像二值化是將圖片轉(zhuǎn)化為只有黑白兩色的二值圖像，采用大津法對(duì)圖片進(jìn)行處理，找到目標(biāo)圖片的閾值，大于閾值的像素點(diǎn)設(shè)為背景色白色，小于閾值的像素點(diǎn)設(shè)為目標(biāo)曲線黑色，從而獲得只有黑白兩色的圖片?；诒景l(fā)明是根據(jù)某一點(diǎn)的像素值來判斷該點(diǎn)是否為曲線上的有效點(diǎn)，為此將圖片進(jìn)行二值化處理有助于像素點(diǎn)的快速判斷，如果圖像本身已是黑白圖像，可以不進(jìn)行圖像二值化的處理。所述去除網(wǎng)格是指去除電磁兼容測(cè)試曲線的幅度值和頻率值網(wǎng)格線，采用像素遍歷掃描法將網(wǎng)格設(shè)為背景色白色，對(duì)data mesh, txt文件中參數(shù)表征的曲線與網(wǎng)格重疊處的像素位置點(diǎn)進(jìn)行插值，設(shè)為目標(biāo)曲線黑色，獲得沒有網(wǎng)格的測(cè)試曲線。去除網(wǎng)格后可便于數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確提取，如果曲線背景無(wú)網(wǎng)格，可以不進(jìn)行去除網(wǎng)格處理。(三)參數(shù)設(shè)置單元30參數(shù)設(shè)置單元30—方面根據(jù)電磁兼容測(cè)試曲線的頻率和幅度范圍設(shè)置曲線在普通坐標(biāo)系或半對(duì)數(shù)坐標(biāo)系下的頻率和幅度的起始值；第二方面命名要保存提取數(shù)據(jù)的.txt文件，并選擇該.txt文件的保存路徑。(四)坐標(biāo)系選擇單元40坐標(biāo)系選擇單元40僅通過普通坐標(biāo)系和半對(duì)數(shù)坐標(biāo)系進(jìn)行選擇，再將電磁兼容測(cè)試曲線中表征的參數(shù)運(yùn)行在像素坐標(biāo)系下，從而提取出在像素坐標(biāo)系下對(duì)應(yīng)的電磁兼容測(cè)試參數(shù)?！?五)數(shù)據(jù)合并單元50數(shù)據(jù)合并單元50通過添加兩個(gè)或者兩個(gè)以上的.txt文件進(jìn)行參數(shù)合并，從而得到一幅合并后的電磁兼容測(cè)試曲線圖。所述合并后的電磁兼容測(cè)試曲線圖的參數(shù)將以.txt文件進(jìn)行保存，并且保存后的.txt文件能夠應(yīng)用于電磁兼容的診斷和調(diào)試階段。圖2A、圖2B和圖2C分別展示了普通坐標(biāo)系和半對(duì)數(shù)坐標(biāo)系下像素位置和坐標(biāo)軸尺度的關(guān)系示意圖，為了清楚的體現(xiàn)兩種坐標(biāo)系的特點(diǎn)，圖2B和圖2C這里未去除網(wǎng)格，但在本發(fā)明的圖像預(yù)處理單元20中需要進(jìn)行去除網(wǎng)格處理。本發(fā)明采用像素一坐標(biāo)策略對(duì)不同圖片格式(如JPG、BMP、GIF)的電磁兼容測(cè)試曲線進(jìn)行數(shù)據(jù)提取，解決的技術(shù)手段是如何找到在坐標(biāo)系選擇單元40中的像素位置和坐標(biāo)軸尺度的關(guān)系(簡(jiǎn)稱P-A關(guān)系)，以便在坐標(biāo)軸設(shè)置的有效區(qū)域內(nèi)進(jìn)行像素點(diǎn)的遍歷掃描，尋找電磁兼容測(cè)試曲線的峰值點(diǎn)像素位置，根據(jù)P-A關(guān)系得到峰值點(diǎn)像素對(duì)應(yīng)的真實(shí)坐標(biāo)值(即電磁兼容測(cè)試曲線圖片中的參數(shù))。對(duì)此，在本發(fā)明的像素一坐標(biāo)策略中像素位置和坐標(biāo)軸尺度的關(guān)系分為UPA關(guān)系和LPA關(guān)系。所述UPA關(guān)系是指在普通坐標(biāo)系下的P-A關(guān)系，普通坐標(biāo)系其頻率和幅值分布都是均勻的。所述LPA關(guān)系是指在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)系下的P-A關(guān)系，半對(duì)數(shù)坐標(biāo)系其頻率是對(duì)數(shù)分布的，幅值是均勻分布的。( I) UPA 關(guān)系對(duì)于普通坐標(biāo)系而言，電磁兼容測(cè)試曲線中的頻譜和幅值分布都是均勻的。由圖2A、圖2B可以得到某一峰值點(diǎn)在普通坐標(biāo)系與像素坐標(biāo)系之間的關(guān)系(簡(jiǎn)稱UPA關(guān)系)為
權(quán)利要求
1.一種電磁兼容圖片測(cè)試曲線的數(shù)據(jù)提取方法，該數(shù)據(jù)提取是用于電磁兼容測(cè)試中的圖片曲線數(shù)字化，其特征在于所述電磁兼容圖片測(cè)試曲線的數(shù)據(jù)提取方法包括圖片去噪、圖片二值化、去除網(wǎng)格的圖片預(yù)處理；普通坐標(biāo)系和半對(duì)數(shù)坐標(biāo)系的坐標(biāo)系置換下的圖片數(shù)據(jù)提?。欢鄨D處理和數(shù)據(jù)合并處理；為了便于用戶和計(jì)算機(jī)程序的交互，利用MATLAB軟件編寫了相應(yīng)的程序界面；基于此界面的數(shù)據(jù)提取方法有下列處理步驟 步驟1:導(dǎo)入目標(biāo)圖片，該圖片內(nèi)容是電磁兼容的一條測(cè)試曲線，需看得出坐標(biāo)系種類和坐標(biāo)軸標(biāo)注，該圖片可來自測(cè)試儀器，也可來自紙介質(zhì)的掃描件，導(dǎo)入圖片后即可獲得整個(gè)圖片的像素矩陣，導(dǎo)入圖片后轉(zhuǎn)到步驟2 ; 步驟2 :采用手動(dòng)采點(diǎn)的方式標(biāo)注坐標(biāo)軸的原點(diǎn)和終點(diǎn)，并采集測(cè)試曲線與背景網(wǎng)格重疊的峰值點(diǎn)，獲得這些點(diǎn)的像素位置并存儲(chǔ)，先存儲(chǔ)坐標(biāo)軸的關(guān)鍵點(diǎn)，再存儲(chǔ)曲線和網(wǎng)格的重疊點(diǎn)，分別待步驟5中數(shù)據(jù)提取和步驟3中去除網(wǎng)格備用，如果測(cè)試曲線中沒有網(wǎng)格，則只標(biāo)記坐標(biāo)軸的關(guān)鍵點(diǎn)，標(biāo)記完成后轉(zhuǎn)到步驟3 ； 所述的坐標(biāo)軸的原點(diǎn)和橫縱坐標(biāo)軸的終點(diǎn)的像素位置分別用(Μ，η)、(Μ, N)、(m, η)表示，m為坐標(biāo)軸內(nèi)有效區(qū)域的橫向掃描像素點(diǎn)的初始位置，M為坐標(biāo)軸內(nèi)有效區(qū)域的橫向掃描像素點(diǎn)的終止位置，η為坐標(biāo)軸內(nèi)有效區(qū)域的縱向掃描像素點(diǎn)的初始位置，N為坐標(biāo)軸內(nèi)有效區(qū)域的縱向掃描像素點(diǎn)的終止位置； 步驟3:采用圖像處理技術(shù)，根據(jù)圖片質(zhì)量選擇性的進(jìn)行圖片去噪、圖像二值化和網(wǎng)格去除，處理完畢后轉(zhuǎn)到步驟4; 所述圖像去噪是采用小波變換對(duì)含有噪聲的圖片進(jìn)行去噪處理，這類圖片因噪聲原因質(zhì)量差，圖片曲線特性容易被淹沒，造成數(shù)據(jù)的物體去和漏提取，如果圖像清晰，可直接跳過該步； 所述圖像二值化是將圖片轉(zhuǎn)化為只有黑白兩色的二值圖像，采用大津法對(duì)圖片進(jìn)行處理，找到目標(biāo)圖片的閾值，大于閾值的像素點(diǎn)設(shè)為背景色白色，小于閾值的像素點(diǎn)設(shè)為目標(biāo)曲線黑色，從而獲得只有黑白兩色的圖片；基于本發(fā)明是根據(jù)一點(diǎn)的像素值來判斷該點(diǎn)是否為曲線上的有效點(diǎn)，為此將圖片進(jìn)行二值化處理有助于像素點(diǎn)的快速判斷，如果圖像本身已是黑白圖像，可直接跳過該步； 所述網(wǎng)格去除是指去除電磁兼容測(cè)試曲線的背景網(wǎng)格，采用像素遍歷掃描法將網(wǎng)格設(shè)為背景色白色，對(duì)步驟2中儲(chǔ)存的曲線與網(wǎng)格重疊處的像素位置點(diǎn)進(jìn)行插值，設(shè)為目標(biāo)曲線黑色，獲得沒有網(wǎng)格的測(cè)試曲線；去除水平和垂直的網(wǎng)格后可便于數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確提取，如果曲線背景無(wú)網(wǎng)格，可直接跳過該步； 步驟4 :對(duì)測(cè)試曲線進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，手動(dòng)輸入橫縱坐標(biāo)軸的起始值和終止值，以獲得坐標(biāo)軸的最大最小值信息，設(shè)置完成后轉(zhuǎn)到步驟5 ; 步驟5 :由步驟2和步驟4分別獲得了圖片中坐標(biāo)軸區(qū)域的像素矩陣和坐標(biāo)軸參數(shù)，采用像素-坐標(biāo)策略，選擇圖片中曲線的坐標(biāo)系類型，根據(jù)像素位置和坐標(biāo)軸的關(guān)系即可獲得測(cè)試曲線的數(shù)據(jù)信息，并存儲(chǔ)在文本文件中，即提高了效率又減小了人類視覺和標(biāo)記精度帶來的誤差，數(shù)據(jù)提取完畢后轉(zhuǎn)到步驟6 ; 步驟6 :判斷測(cè)試曲線是否分多圖處理，若該測(cè)試曲線只存儲(chǔ)在一副圖片中，則轉(zhuǎn)到步驟9，若分多圖存儲(chǔ)，則轉(zhuǎn)到步驟7 ; 步驟7 :判斷多圖處理是否完畢，若處理完畢則轉(zhuǎn)到步驟8，若還未處理完畢，則轉(zhuǎn)到步驟1，依次進(jìn)行步驟2、步驟3、步驟4、步驟5、步驟6、步驟7，直到全部處理完畢后轉(zhuǎn)到步驟·8 ； 步驟8:采用數(shù)據(jù)首尾相接法，對(duì)從多幅測(cè)試曲線圖片中提取的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲得該測(cè)試數(shù)據(jù)的完整信息，并轉(zhuǎn)到步驟9 ; 步驟9 :顯示已提取出的數(shù)據(jù)，結(jié)束此次數(shù)據(jù)提取過程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可提取電磁兼容圖片測(cè)試曲線數(shù)據(jù)的軟件，其特征在于 考慮了常用的圖像處理技術(shù)，如圖像去噪、二值化，另外為了避免圖中背景網(wǎng)格給數(shù)據(jù)提取造成的干擾，增加了去除網(wǎng)格這一預(yù)處理過程；縱向網(wǎng)格去除方法的具體執(zhí)行步驟如下 步驟1:手動(dòng)標(biāo)記測(cè)試曲線與網(wǎng)格重疊的峰值點(diǎn)，包括與橫行和縱向網(wǎng)格的重疊點(diǎn)，將這些點(diǎn)的像素位置存儲(chǔ)以供步驟12使用，全部標(biāo)記存儲(chǔ)完畢后傳到步驟2 ； 步驟2:初始化縱向掃描的像素初始位置，令i=n，同時(shí)清楚計(jì)數(shù)器，使計(jì)數(shù)器值Count=O,完成后轉(zhuǎn)到步驟3 ； 所述i表示縱向掃描的像素位置； 所述η為縱向掃描的初始位置； 步驟3 :初始化橫向掃描的像素初始位置，令j=m，完成后轉(zhuǎn)到步驟4 ； 所述j表不橫向掃描的像素位置； 所述m為縱向掃描的初始位置； 步驟4:由j，i確定了像素點(diǎn)的掃描位置，判斷該點(diǎn)的像素值是否小于127，是的話表明該處為黑色，轉(zhuǎn)到步驟5，否則的話為白色，轉(zhuǎn)到步驟6 ； 步驟5 :計(jì)數(shù)器值增加1，完成后轉(zhuǎn)到步驟6 ; 步驟6 :判斷橫向掃描是否完成，即j是否等于M，完成的話轉(zhuǎn)到步驟7和步驟9，否則轉(zhuǎn)到步驟8 ； 步驟7 :判斷縱向掃描是否完成，即i是否等于N，完成的話轉(zhuǎn)到步驟12，否則轉(zhuǎn)到步驟·11 ; 步驟8 :橫向掃描的像素位置j增加1，繼續(xù)橫向掃描，并轉(zhuǎn)到步驟4 ; 步驟9:判斷計(jì)數(shù)器值是否為該列像素總值的一半，此時(shí)的計(jì)數(shù)器值為該列所有為黑色的像素點(diǎn)數(shù)，是的話認(rèn)為該列為網(wǎng)格所在處，轉(zhuǎn)到步驟10，否則不作處理； 步驟10 :將該列的所有像素值設(shè)為背景白色，從而達(dá)到去除網(wǎng)格的目的； 步驟11 :縱向掃描的像素位置i增加1，并轉(zhuǎn)到步驟3，繼續(xù)橫向掃描； 步驟12 :將步驟I中存儲(chǔ)的像素位置處的像素值設(shè)為曲線黑色，并結(jié)束此次網(wǎng)格去除算法; 該步驟避免了網(wǎng)格去除時(shí)個(gè)別曲線特征點(diǎn)也被刪除的可能性，保證了曲線數(shù)據(jù)的完整提?。? 在橫向網(wǎng)格去除方法中，需要將橫向和縱向掃描順序進(jìn)行變換。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可提取電磁兼容圖片測(cè)試曲線數(shù)據(jù)的軟件，其特征在于如何找到的像素位置和坐標(biāo)軸尺度的關(guān)系公式，這是像素-坐標(biāo)策略的重點(diǎn)，包含電磁兼容測(cè)試數(shù)據(jù)常用的兩種坐標(biāo)系，一種是普通坐標(biāo)系，一種是半對(duì)數(shù)坐標(biāo)系，這兩種坐標(biāo)系下的像素位置和坐標(biāo)軸尺度的關(guān)系公式分別為
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可提取電磁兼容圖片測(cè)試曲線數(shù)據(jù)的軟件，其特征在于采用像素一坐標(biāo)策略，在坐標(biāo)軸設(shè)置的有效區(qū)域內(nèi)進(jìn)行像素點(diǎn)的遍歷掃描，尋找曲線的峰值點(diǎn)像素位置，根據(jù)公式得到峰值點(diǎn)像素對(duì)應(yīng)的真實(shí)坐標(biāo)值；該策略是基于圖片預(yù)處理的結(jié)果之上，具體執(zhí)行步驟如下 步驟1:初始化縱向掃描的像素初始位置，令i=n，完成后轉(zhuǎn)到步驟2 ； 步驟2 :初始化橫向掃描的像素初始位置，令j=m，完成后轉(zhuǎn)到步驟3 ； 步驟3 :由(j，i)確定了像素點(diǎn)的掃描位置，判斷該點(diǎn)的像素值是否小于127，是的話表明該處為黑色，轉(zhuǎn)到步驟4，否則的話轉(zhuǎn)到步驟6 ; 步驟4:根據(jù)坐標(biāo)系種類選擇像素坐標(biāo)關(guān)系公式對(duì)圖片有效區(qū)域內(nèi)的像素點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，從而獲得曲線數(shù)據(jù)，完成后轉(zhuǎn)到步驟5 ; 步驟5 :將每次計(jì)算得到的像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的真實(shí)坐標(biāo)值依次進(jìn)行存儲(chǔ)； 步驟6 :判斷橫向掃描是否完成，即j是否等于M，未完成的話轉(zhuǎn)到步驟7，否則轉(zhuǎn)到步驟8; 步驟7 :橫向掃描的像素位置j增加1，繼續(xù)橫向掃描，并轉(zhuǎn)到步驟3 ； 步驟8 :判斷縱向掃描是否完成，即i是否等于N，未完成的話轉(zhuǎn)到步驟9，否則結(jié)束此次數(shù)據(jù)提取過程； 步驟9 :縱向掃描的像素位置i增加1，并轉(zhuǎn)到步驟2，繼續(xù)橫向掃描，直至縱向掃描完成，結(jié)束此次數(shù)據(jù)提取過程。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可提取電磁兼容圖片測(cè)試曲線數(shù)據(jù)的軟件，其特征在于針對(duì)電磁兼容測(cè)試數(shù)據(jù)頻譜寬的特點(diǎn)，并結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)可能分多圖存儲(chǔ)的一組測(cè)試數(shù)據(jù)同樣適用；每張圖片的處理過程同前一樣，當(dāng)所有的圖片都處理完畢后可進(jìn)行多組數(shù)據(jù)的合并，實(shí)現(xiàn)該組數(shù)據(jù)的完整提取。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電磁兼容測(cè)試曲線圖片的數(shù)據(jù)提取方法，該數(shù)據(jù)提取方法針對(duì)電磁兼容測(cè)試曲線頻帶寬、頻譜密集重疊、坐標(biāo)系種類不單一等特點(diǎn)，利用圖像處理方法的多樣性，采用像素—坐標(biāo)策略對(duì)二維曲線圖片進(jìn)行遍歷掃描，尋找有效像素點(diǎn)，并根據(jù)像素—坐標(biāo)關(guān)系獲得目標(biāo)曲線的數(shù)據(jù)信息，包括圖片預(yù)處理，兩種坐標(biāo)系下的圖片數(shù)據(jù)提取方法，多圖處理和數(shù)據(jù)合并。本發(fā)明較全面的考慮了電磁兼容測(cè)試曲線的種類和特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)電磁兼容測(cè)試領(lǐng)域中圖片曲線的數(shù)字化，便于后期的數(shù)據(jù)分析和故障診斷，既避免了人工操作的繁瑣，又減小了人眼視覺帶來的誤差，提高了準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)G06F17/50GK103049598SQ201210500260
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月29日
發(fā)明者郭慧, 蘇東林, 劉焱, 付永慶, 王建強(qiáng) 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)