CN110398182A - 自动报靶系统、方法、设备及介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动报靶系统、方法、设备及介质。该系统包括：图像采集模块，用于采集第一打靶图像；图像识别模块，用于根据所述第一打靶图像确定第一靶面区域图像，并根据在所述第一打靶图像之前采集到的、与所述第一打靶图像相邻的第二打靶图像，确定第二靶面区域图像；弹孔处理模块，用于将所述第一靶面区域图像的梯度强度图像与所述第二靶面区域图像的梯度强度图像进行减影运算得到减影运算后的图像，根据所述减影运算后的图像确定所述第一靶面区域图像对应的弹孔图像；并确定所述弹孔图像中弹孔的位置坐标。根据本发明的实施例，将图像采集、图像处理和计算机判靶结合起来，形成一套完整的、高度自动化的报靶系统。

Description

自动报靶系统、方法、设备及介质

技术领域

本发明涉及计算机领域，尤其涉及一种自动报靶系统、方法、设备及介质。

背景技术

目前国内进行的射击训练大多沿用传统的训练方式，采用人工报靶的方式：在连续多枪射击结束后停止射击，由掌握判靶规则的人员从靶体附近的掩体中出来近距离观测靶面，或者采用望远镜进行远距离观测靶面，通过靶面的弹孔判定中弹环数和统计射击成绩。其主要存在的弊端为：一是工作量大，人工报靶主要是报靶人员根据经验，目测或借助于一些特定的测量工具来确定靶数，示靶、检靶、报靶和训练成绩的记录统计，也主要依靠人工来完成，需要耗费大量人力资源；二是效率低，据相关数据统计，射击训练过程中，射击所需时间只是人工报靶、补靶时间的十分之一；三是安全性差，在报靶的过程中，报靶人员通常隐蔽于物理靶下方进行近距离观测，且在射击未完全结束时，补靶员现身靶壕外或在补靶员察看靶板报靶和补靶时，射击人员若稍有疏忽，容易出现枪支走火，造成人员伤亡，安全隐患极大。

发明内容

本发明实施例提供一种自动报靶系统、方法、设备及介质，将图像采集、图像处理和计算机判靶结合起来，形成一套完整的、高度自动化的报靶系统。

一方面，本发明实施例提供一种自动报靶系统，该系统包括：

图像采集模块，用于采集第一打靶图像；

图像识别模块，用于根据所述第一打靶图像确定第一靶面区域图像，并根据在所述第一打靶图像之前采集到的、与所述第一打靶图像相邻的第二打靶图像，确定第二靶面区域图像；

弹孔处理模块，用于将所述第一靶面区域图像的梯度强度图像与所述第二靶面区域图像的梯度强度图像进行减影运算得到减影运算后的图像，根据所述减影运算后的图像确定所述第一靶面区域图像对应的弹孔图像；并确定所述弹孔图像中弹孔的位置坐标；

播报模块，用于播报所述弹孔的位置坐标。

本发明的实施例通过在弹孔识别时对打靶图像的靶面区域进行分割，去除背景区域的干扰，对脱靶情况进行有效的判别，提高了报靶的准确率。采用对梯度强度图像进行减影处理的方法识别弹孔，减轻了外界环境光照不均匀对弹孔识别的影响，提高了报靶系统对不同环境的适应性。

根据本发明实施例的自动报靶系统，图像识别模块还包括靶面分割模块：

用于将所述第一打靶图像的掩模图像与灰度化处理后的所述第一打靶图像相乘，得到所述第一靶面区域图像；

用于将所述第二打靶图像的掩模图像与灰度化处理后的所述第二打靶图像相乘，得到所述第二靶面区域图像。

根据本发明实施例的自动报靶系统，所述系统还包括预处理模块：

用于对所述第一打靶图像进行灰度化处理，得到灰度化处理后的第一打靶图像，对所述灰度化处理后的第一打靶图像进行二值化处理，得到二值化处理后的第一打靶图像，对所述二值化处理后的第一打靶图像进行形态学操作，得到形态学操作后的第一打靶图像，对所述形态学操作后的第一打靶图像进行掩模运算，确定所述第一打靶图像的掩模图像；

用于对所述第二打靶图像进行灰度化处理，得到灰度化处理后的第二打靶图像，对所述灰度化处理后的第二打靶图像进行二值化处理，得到二值化处理后的第二打靶图像，对所述二值化处理后的第二打靶图像进行形态学操作，得到形态学操作后的第二打靶图像，对所述形态学操作后的第二打靶图像进行掩模运算，确定所述第二打靶图像的掩模图像。

根据本发明实施例的自动报靶系统，所述系统还包括弹孔识别模块：用于检测所述弹孔图像是否存在弹孔，如果所述弹孔图像存在连通区域，则所述弹孔图像存在弹孔；如果所述弹孔图像不存在连通区域，则所述弹孔图像不存在弹孔；

其中，所述连通区域是由所述弹孔图像中预设数目的相邻的像素点构成的，所述像素点的像素值不为0。

根据本发明实施例的自动报靶系统，所述系统还包括弹孔去干扰模块：将减影运算后的图像转换为二值化图像，对所述二值化图像进行形态学腐蚀运算以及膨胀操作，确定所述第一靶面区域图像对应的弹孔图像。

根据本发明实施例的自动报靶系统，所述系统还包括图像配准模块：用于在所述第一打靶图像的掩模图像和标准靶面区域图像的掩模图像中分别提取四个角点，并匹配为四组角点对，通过投影变换模型对所述四组角点对计算得到配准变换矩阵，并对所述弹孔图像通过所述配准变换矩阵进行图像配准，得到配准后的弹孔图像。

根据本发明实施例的自动报靶系统，所述系统还包括弹孔坐标定位模块：通过检测所述弹孔图像中的连通区域来定位弹孔，并得到所述弹孔图像中弹孔的位置坐标。

根据本发明实施例的自动报靶系统，所述系统还包括环数计算模块：用于计算所述弹孔图像的弹孔位置坐标与靶心坐标之间的距离，将所述距离与标准靶环间距进行比较来确定所述弹孔的打靶环数。

根据本发明实施例的自动报靶系统，所述系统还包括：播报显示模块，用于对所述弹孔在所述弹孔图像中的位置坐标进行模拟图像显示；和/或

播报语音模块，用于对打靶环数进行语音播报。

根据本发明实施例的自动报靶系统，所述系统还包括靶场环境监测模块，所述靶场环境监测模块用于采集靶场环境数据，并将采集到的所述靶场环境数据发送至所述播报模块。

根据本发明实施例的自动报靶系统，所述靶场环境监测模块包括如下项中的至少一项：温度传感器、湿度传感器、风向传感器、风速传感器、光照传感器。

另一方面，本发明实施例提供了一种自动报靶方法，方法包括：对所述打靶图像进行图像识别和弹孔处理，得到所述弹孔的位置坐标并发送至所述播报模块。

再一方面，本发明实施例提供了一种自动报靶设备，设备包括：处理器以及存储有计算机程序指令的存储器；处理器执行计算机程序指令时实现如本发明实施例提供的自动报靶系统。

再一方面，本发明实施例提供了一种计算机存储介质，计算机存储介质上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现如本发明实施例提供的自动报靶系统。

本发明实施例的自动报靶系统、方法、设备及计算机存储介质，能克服传统人工报靶的不足，在节省人力、提高效率的同时，保障靶场人员安全，提高报靶准确度，满足现代射击训练的要求，而且其判靶精度高，速度快，在公正性、准确性、低成本、安装方便等方面具有很大的优越性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的自动报靶系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的第一打靶图像示意图；

图3是本发明实施例提供的第一靶面区域图像示意图；

图4是本发明实施例提供的弹孔图像示意图；

图5是本发明实施例提供的自动报靶系统的装置示意图；

图6是本发明实施例提供的自动报靶方法的示例性的流程示意图；

图7是本发明实施例提供的自动报靶系统的硬件结构示意图。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本发明，并不被配置为限定本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更好的理解。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、系统、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、系统、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、系统、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

为了解决现有技术问题，本发明实施例提供了一种自动报靶系统、方法、设备及计算机存储介质。下面首先对本发明实施例所提供的自动报靶系统进行介绍。

图1是示出本发明实施例的自动报靶系统的结构示意图。

在一个实施例中，图像采集模块110，用于采集第一打靶图像；具体地，图像采集模块包括摄像机、摄像机支架、路由器、供电电源、机箱。优选地，摄像机为无线摄像机。可以理解的是，对于供电电源，可根据打靶时长要求，增加供电电源个数，以满足射击训练要求，或者采用其他供电方式。

在本申请的一个实施例中，连接线缆与机箱连接部分具备良好的防水防尘措施，摄像机被锁紧、夹持在可伸缩摄像机支架顶部，摄像头俯仰角可调节并固定。

在一个实施例中，图像识别模块120，用于根据如图2所示的第一打靶图像确定如图3所示的第一靶面区域图像，并根据在所述第一打靶图像之前采集到的、与所述第一打靶图像相邻的第二打靶图像，确定第二靶面区域图像；具体地，无线摄像机采集的打靶图像中，除了靶区域外还有一些多余的背景区域，多余部分不仅会加大计算机处理的工作量，还会对弹孔定位产生干扰，因此对靶面区域进行分割。

在一个实施例中，弹孔处理模块130，用于将所述第一靶面区域图像的梯度强度图像与所述第二靶面区域图像的梯度强度图像进行减影运算得到减影运算后的图像，根据所述减影运算后的图像确定所述第一靶面区域图像对应的如图4所示的弹孔图像；并确定所述弹孔图像中弹孔的位置坐标；具体地，完成靶面区域分割后，进行弹孔初步识别，具体过程为：射击开始前，开启图像采集系统，拍摄无弹孔的靶纸图像，射击过程中，控制无线摄像机自动采集打靶图像。对采集的打靶图像完成靶面区域的分割后，分别计算前后相邻两张图像的梯度强度图像，得到的图像中靶环、弹孔位置清晰；将前后相邻的两张梯度强度图像二值化后相减，两张图像完全相同的部分的灰度值进行减法运算后，灰度值为0，而两张图像不相同的部分的灰度值进行减法运算后，就会在新图像上完整的显示出来。

在一个实施例中，播报模块170，用于播报所述弹孔的位置坐标。具体地，将配准后的弹孔中心的位置坐标和弹孔的打靶环值发送至靶场上的各个显示终端。

在一个实施例中，图像识别模块120还包括靶面分割模块121：用于将所述第一打靶图像的掩模图像与灰度化处理后的所述第一打靶图像相乘，得到所述第一靶面区域图像；用于将所述第二打靶图像的掩模图像与灰度化处理后的所述第二打靶图像相乘，得到所述第二靶面区域图像。具体地，使用靶面区域的掩模图像与灰度化后的打靶图像相乘，即可去除打靶图像的背景区域，完成靶面区域的分割。

在一个实施例中，系统还包括预处理模块121-1：

用于对所述第一打靶图像进行灰度化处理，得到灰度化处理后的第一打靶图像，对所述灰度化处理后的第一打靶图像进行二值化处理，得到二值化处理后的第一打靶图像，对所述二值化处理后的第一打靶图像进行形态学操作，得到形态学操作后的第一打靶图像，对所述形态学操作后的第一打靶图像进行掩模运算，确定所述第一打靶图像的掩模图像；

用于对所述第二打靶图像进行灰度化处理，得到灰度化处理后的第二打靶图像，对所述灰度化处理后的第二打靶图像进行二值化处理，得到二值化处理后的第二打靶图像，对所述二值化处理后的第二打靶图像进行形态学操作，得到形态学操作后的第二打靶图像，对所述形态学操作后的第二打靶图像进行掩模运算，确定所述第二打靶图像的掩模图像。

具体地，在打靶开始前，调整无线摄像机的焦距，使靶面区域在打靶图像中占一定范围的比例(如占比50％～80％)，将采集到的打靶图像先进行灰度化，之后进行二值化处理，对二值化处理后的图像进行形态学操作，使靶面区域连通；对完成形态学操作后的二值图像进行轮廓提取，并计算轮廓的面积，筛选出面积在一定比例范围内的轮廓，也就是靶面区域所在的轮廓，对筛选出的轮廓进行像素填充，使靶面区域像素值为1，背景区域像素值为0，则可得到靶面区域的掩模图像。

在一个实施例中，系统还包括弹孔识别模块140：用于检测所述弹孔图像是否存在弹孔，如果所述弹孔图像存在连通区域，则所述弹孔图像存在弹孔；如果所述弹孔图像不存在连通区域，则所述弹孔图像不存在弹孔；

其中，所述连通区域是由所述弹孔图像中预设数目的相邻的像素点构成的，所述像素点的像素值不为0。具体地，通过检测图像中是否存在连通区域来判断图像中是否存在弹孔，如果存在弹孔则进行后续的操作，否则进行下一帧图像的处理。

在一个实施例中，弹孔处理模块130还包括弹孔去干扰模块131：将减影运算后的图像转换为二值化图像，对所述二值化图像进行形态学腐蚀运算以及膨胀操作，确定所述第一靶面区域图像对应的弹孔图像。具体地，减影运算后，除了弹孔信息外还有一些干扰信息，如靶环的散点等，干扰区域包含的像素点比弹孔区域包含的像素点少很多，将减影后的图像转换为二值化图像，通过对图像进行形态学腐蚀运算，去除图像中小而且无意义的噪声像素点，之后进行膨胀操作，使得弹孔区域恢复至原始大小，如果存在弹孔，则得到只有弹孔的图像，否则，得到的图像为像素值全为0的图像。

在一个实施例中，系统还包括图像配准模块170：用于在所述第一打靶图像的掩模图像和标准靶面区域图像的掩模图像中分别提取四个角点，并匹配为四组角点对，通过投影变换模型对所述四组角点对计算得到配准变换矩阵，并对所述弹孔图像通过所述配准变换矩阵进行图像配准，得到配准后的弹孔图像。具体地，摄像头在放置的过程中难以保证与靶面对准，也会造成拍摄到的打靶图像存在变形，因此要实现后续打靶环值的判定需要先进行图像的配准。图像配准流程为：在靶面区域的掩模图像中提取四个角点，制作配准使用的标准靶面图像的掩模图像，采用同样的方法获取标准靶面图像的掩模图像，并提取四个角点，使用两幅图像中互相匹配的四个角点对计算配准变换矩阵，选用的配准模型为投影变换模型，使用得到的配准变换矩阵对减影并经过形态学处理后只有弹孔的图像进行图像的配准，得到配准后的弹孔图像。

在一个实施例中，系统还包括弹孔坐标定位模块150：通过检测所述弹孔图像中的连通区域来定位弹孔，并得到所述弹孔图像中弹孔的位置坐标。具体地，在配准后的弹孔图像中，通过检测图像中的连通区域实现对弹孔的定位，给出弹孔的中心位置坐标。

在一个实施例中，系统还包括环数计算模块160：用于计算所述弹孔图像的弹孔位置坐标与靶心坐标之间的距离，将所述距离与标准靶环间距进行比较来确定所述弹孔的打靶环数。具体地，给定标准靶面图像中靶心的位置坐标和靶环间距，计算配准后的弹孔中心位置坐标与靶心坐标之间的距离，再与靶环间距进行比较从而确定各个弹孔的打靶环值。

在一个实施例中，打靶中脱靶的情况分为两种：一种是子弹偏离靶纸，没有在靶纸上留下弹孔，采集的图像中自然没有弹孔信息，成绩为0；另外一种是子弹在靶纸上留下弹孔，但是弹孔位于靶面区域外，由于在弹孔识别前对靶面区域进行了分割，因此在弹孔定位时不会识别到位于靶面区域外的弹孔，因此成绩为0。综上，对于脱靶的情况该自动报靶算法能够很好的识别。

在一个实施例中，系统还包括播报模块190，用于对所述弹孔在所述弹孔图像中的位置坐标进行模拟图像显示；和/或播报语音模块，用于对打靶环数进行语音播报。具体地，获得配准后的弹孔图像中的弹孔中心坐标和各个弹孔的打靶环值后，图像处理模块通过无线传输的形式，将配准后的弹孔中心的位置坐标和弹孔的打靶环值发送至靶场上的各个显示终端，显示终端以模拟图像的形式将弹孔位置在标准靶面图像中显示，并通过语音播报打靶环值。

系统还包括靶场环境监测模块180，所述靶场环境监测模块用于采集靶场环境数据，并将采集到的所述靶场环境数据发送至所述播报模块。具体地，用于实时监测靶场环境因素，评估环境因素对打靶训练的影响，监测到的实时数据发送至射手终端，指挥员终端，也可以将监测到的环境因素进行存储，用于分析评判环境因素对打靶结果影响的指标。

在一个实施例中，靶场环境监测模块包括如下项中的至少一项：温度传感器、湿度传感器、风向传感器、风速传感器、光照传感器。具体地，温度传感器用于测量靶场的温度；湿度传感器用于测量靶场的湿度；风向传感器用于测量靶场的风向；风速传感器用于测量靶场的风速；光照传感器用于测量靶场的光照强度。

本系统将图像采集、图像处理和计算机判靶有机地结合起来，形成一套完整的、高度自动化的报靶系统。在弹孔识别时对打靶图像的靶面区域进行分割，去除背景区域的干扰，对脱靶情况进行有效的判别，提高了报靶的准确率。采用对梯度强度图像进行减影处理的方法识别弹孔，减轻了外界环境光照不均匀对弹孔识别的影响，提高了报靶系统对不同环境的适应性。克服传统人工报靶的不足，在节省人力、提高效率的同时，保障靶场人员安全，提高报靶准确度，满足现代射击训练的要求，而且其判靶精度高，速度快，在公正性、准确性、低成本、安装方便等方面具有很大的优越性。

图5是示出本发明实施例的自动报靶系统的装置示意图。

如图1所示，本实施例中的自动报靶系统包括：户外AP、播报模块、靶场信号发生模块、靶场环境监测模块、无线摄像机、摄像机支架、处理模块、路由器、供电电源、机箱。

处理模块包括：图像采集模块、图像识别模块、弹孔处理模块、预处理模块、弹孔识别模块、弹孔去干扰模块、图像配准模块、弹孔坐标定位模块、环数计算模块、播报模块。

可以理解的是，处理模块相当于工控机或者处理能力强的电脑。

可以理解的是，对于供电电源，可根据打靶时长要求，增加供电电源个数，以满足射击训练要求，或者采用其他供电方式。

在本申请的一个实施例中，机箱采用一体式封装方式将处理模块、路由器与供电电源安装在机箱内，机箱设计充分考虑了防震、防摔、防潮、防雨等情况，并且带有便携把手易于搬运，底部有滑轮支架，可刹车固定。

在本申请的一个实施例中，连接线缆与机箱连接部分具备良好的防水防尘措施，摄像机被锁紧、夹持在可伸缩摄像机支架顶部，摄像头俯仰角可调节并固定。

在本申请的一个实施例中，路由器用于将处理模块与户外AP进行连接。无线摄像机采集的视频或者图像数据通过无线网络发送至处理模块。

可以理解的是，无线摄像机完成图像的采集与传输，也可以采用普通有线摄像机采集图像，之后连接到有网口的终端、笔记本等装置通过无线发送至图像处理模块，或者替换为使用带有摄像机的终端设备直接采集图像并进行无线传输至图像处理模块。

在本申请的一个实施例中，处理模块接收无线摄像机发送的打靶视频或者图像，经过图像处理得到弹孔位置坐标和打靶环数，并将弹孔位置坐标和打靶环数发送至所述播报模块的指挥员终端和射手终端。

可以理解的是，如果打靶过程中需要接入的无线传输设备较少，无线传输设备之间距离较近，可以用无线路由器替代路由器与AP相结合的方式，实现有线信号转换为无线信号。

在本申请的一个实施例中，供电电源用于给无线摄像机、处理模块、路由器供电，可根据打靶时长要求，增加供电电源个数，以满足射击训练要求，或者采用其他供电方式。

在本申请的一个实施例中，路由器与户外AP配合使用，将有线信号转换为无线信号，并对信号放大，获得更大的无线信号覆盖范围和更稳定的无线信号。

在本申请的一个实施例中，报靶显示及语音播报模块包括指挥员终端、射手终端、固定支架。

可以理解的是，射手终端和指挥员终端可以为具有显示和语音播报功能的装置，如平板电脑、大屏手机或者笔记本电脑等。

在本申请的一个实施例中，根据打靶实际需求，可以增加或者减少射手终端和指挥员终端的数量，如可以增加弹药保障终端、靶壕指挥员终端。

根据打靶现场需求可以增加弹药保障终端、靶壕指挥员终端或者其他对应的终端用于对打靶结果进行查看。

在本申请的一个实施例中，处理模块将最终判断结果及数据通过无线传输方式发送至接收终端，无线距离支持≥100M，通过终端中的应用软件程序读取数据并将中靶位置以模拟图像显示出来，同时将获取的环数通过语音播报出来。

在本申请的一个实施例中，指挥员终端可随时调取任一射手的打靶数据进行查看。弹药保障终端用于查看当前射击情况，根据弹药使用情况，及时对弹药进行增补。靶壕指挥员终端可以根据打靶准备情况和打靶进程情况，向靶场信号发生模块发送指示信号和预警信号。

在本申请的一个实施例中，射手终端配有固定支架，可伸缩并调节俯仰角度，便于射手变换姿势时清晰地看到中靶显示，听到语音播报。固定支架符合射击时卧姿、跪资、立姿不同姿势的需求，射手终端可以配置射击人员信息，将打靶情况分人保存。

在本申请的一个实施例中，靶场信号发生模块包括信号灯和音响信号装置。信号灯用于给出打靶过程中的指示信号。音响信号装置用于在打靶过程中播报警示及提示信息，保证打靶过程中现场人员的安全性。

在本申请的一个实施例中，靶场环境监测模块包括温度传感器、湿度传感器、风向传感器、风速传感器、光照传感器，用于实时监测靶场环境因素，评估环境因素对打靶训练的影响，监测到的实时数据发送至射手终端，指挥员终端，监测数据也可以发送至处理模块，并在处理模块中对监测到的环境因素进行存储，用于评判环境因素对打靶结果影响的指标。

图6示出了本发明实施例的自动报靶方法的示例性的流程示意图。该方法具体包括：

首先，在步骤S210中，定时采集打靶图像。具体地，在打靶开始前，调整无线摄像机的焦距，使靶面区域在打靶图像中占一定范围的比例(如占比50％～80％)，采集打靶图像。

然后，在步骤S220中，将采集到的打靶图像先进行灰度化，无线摄像机采集的图像为彩色图像，将彩色图像转化成灰度图像以减小弹孔识别的计算量，加快处理速度。

其次，在步骤S230中，进行靶面区域分割，将靶面区域的掩模图像与灰度化后的打靶图像相乘，即可去除打靶图像的背景区域，完成靶面区域的分割。

再次，在步骤S240中，进行弹孔初步识别，计算前后相邻两张图像的梯度强度图像，得到的图像中靶环、弹孔位置清晰；将前后相邻的两张梯度强度图像二值化后相减，两张图像完全相同的部分的灰度值进行减法运算后，灰度值为0，而两张图像不相同的部分的灰度值进行减法运算后，就会在新图像上完整的显示出来。前后两帧图像进行减影运算后，得到的图像弹孔位置明显。通过检测图像中是否存在连通区域来判断图像中是否存在弹孔，如果存在弹孔则进行后续的操作，否则进行下一帧图像的处理。

之后，如果是有新增弹孔，在步骤S250中，进行弹孔图像配准，具体地，在靶面区域的掩模图像中提取四个角点，采用同样的方法得到标准靶面图像的掩模图像，并提取四个角点，使用两幅图像中互相匹配的四个角点对计算配准变换矩阵，选用的配准模型为投影变换模型，使用得到的配准变换矩阵对减影后经过形态学处理的只有弹孔的图像进行图像配准，得到配准后的弹孔图像。在配准后的弹孔图像中，可以通过检测图像中的连通区域实现对弹孔的定位，给出弹孔的中心位置坐标。

在步骤S260中，弹孔图像配准之后进行弹孔定位，通过检测图像中的连通区域实现对弹孔的定位，给出弹孔的中心位置坐标。

在步骤S270中，弹孔定位之后进行打靶环值判定，具体地，靶纸图像中的靶线是一个个规则的圆环，各靶线之间的径向距离是相等的。采用“弹心”方法进行环值判定，该方法实际上就是计算弹心与靶心的距离，利用距离与环值之间的关系进行判定。给定标准靶面图像中靶心的位置坐标和靶环间距，计算配准后的弹孔图像中的弹孔的中心位置坐标与靶心坐标之间的距离，再与靶环间距进行比较从而确定各个弹孔的打靶环值，至此完成打靶环值的判定。

最后，在步骤S280中，将打靶结果显示及播报，获得配准后的弹孔图像中的弹孔中心坐标和各个弹孔的打靶环值后，通过无线传输的形式，将配准后的弹孔中心的位置坐标和弹孔的打靶环值发送至靶场上的各个显示终端，显示终端以模拟图像的形式将弹孔位置在标准靶面图像中显示，并通过语音播报打靶环值。

在靶面区域分割之前，将采集到的打靶图像先进行灰度化，在步骤S221中，用灰度化后的图像制作掩模图像，具体为对灰度化后的图像进行二值化处理，对二值化处理后的图像进行形态学操作，使靶面区域连通；对完成形态学操作后的二值图像进行轮廓提取，并计算轮廓的面积，筛选出面积在一定比例范围内的轮廓，也就是靶面区域所在的轮廓，对筛选出的轮廓进行像素填充，使靶面区域像素值为1，背景区域像素值为0，则可得到靶面区域的掩模图像。按照类似的方法，制作标准靶面的掩模图像。

在步骤S222中，在靶面区域的掩模图像中提取四个角点，在标准靶面的掩模图像中提取四个角点，使用两幅图像中互相匹配的四个角点对计算配准变换矩阵，选用的配准模型为投影变换模型。

图像配准流程为：首先对两幅图像进行特征提取得到匹配的特征点对；使用匹配的特征点对求取两幅图像的配准模型的空间坐标变换参数，由坐标变换参数进行图像配准。通过对自动报靶采集的图像进行分析，应该对采集的打靶图像进行投影变换，将图像转换为正投影，实现图像的配准。

投影变换是将图像投影到一个新的视平面，原图像上的直线在新的图像上仍然为直线，但不一定保持平行关系，比如矩形区域的部分发生变化最终变成梯形。要将该图像校正成正投影的形式，就需要求取相应的投影变换对图像进行几何校正。

图7示出了本发明实施例提供的自动报靶的硬件结构示意图。

自动报靶设备可以包括处理器301以及存储有计算机程序指令的存储器302。

具体地，上述处理器301可以包括中央处理器(CPU)，或者特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)，或者可以被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。

存储器302可以包括用于数据或指令的大容量存储器。举例来说而非限制，存储器302可包括硬盘驱动器(Hard Disk Drive，HDD)、软盘驱动器、闪存、光盘、磁光盘、磁带或通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)驱动器或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，存储器302可包括可移除或不可移除(或固定)的介质。在合适的情况下，存储器302可在综合网关容灾设备的内部或外部。在特定实施例中，存储器302是非易失性固态存储器。在特定实施例中，存储器302包括只读存储器(ROM)。在合适的情况下，该ROM可以是掩模编程的ROM、可编程ROM(PROM)、可擦除PROM(EPROM)、电可擦除PROM(EEPROM)、电可改写ROM(EAROM)或闪存或者两个或更多个以上这些的组合。

处理器301通过读取并执行存储器302中存储的计算机程序指令，以实现上述实施例中的任意一种自动报靶系统。

在一个示例中，自动报靶设备还可包括通信接口303和总线310。其中，如图7所示，处理器301、存储器302、通信接口303通过总线310连接并完成相互间的通信。

通信接口303，主要用于实现本发明实施例中各模块、装置、单元和/或设备之间的通信。

总线310包括硬件、软件或两者，将自动报靶设备的部件彼此耦接在一起。举例来说而非限制，总线可包括加速图形端口(AGP)或其他图形总线、增强工业标准架构(EISA)总线、前端总线(FSB)、超传输(HT)互连、工业标准架构(ISA)总线、无限带宽互连、低引脚数(LPC)总线、存储器总线、微信道架构(MCA)总线、外围组件互连(PCI)总线、PCI-Express(PCI-X)总线、串行高级技术附件(SATA)总线、视频电子标准协会局部(VLB)总线或其他合适的总线或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，总线310可包括一个或多个总线。尽管本发明实施例描述和示出了特定的总线，但本发明考虑任何合适的总线或互连。

该自动报靶设备可以执行本发明实施例中的自动报靶系统，从而实现结合图1和图7描述的自动报靶系统和装置。

另外，结合上述实施例中的自动报靶系统，本发明实施例可提供一种计算机存储介质来实现。该计算机存储介质上存储有计算机程序指令；该计算机程序指令被处理器执行时实现上述实施例中的任意一种自动报靶系统。

需要明确的是，本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知系统的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本发明的系统过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。

以上所述的结构框图中所示的功能块可以实现为硬件、软件、固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本发明的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、ROM、闪存、可擦除ROM(EROM)、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频(RF)链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。

还需要说明的是，本发明中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描述一些系统或方法。但是，本发明不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述系统实施例中的对应过程，在此不再赘述。应理解，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种自动报靶系统，其特征在于，所述系统包括：

图像采集模块，用于采集第一打靶图像；

图像识别模块，用于根据所述第一打靶图像确定第一靶面区域图像，并根据在所述第一打靶图像之前采集到的、与所述第一打靶图像相邻的第二打靶图像，确定第二靶面区域图像；

弹孔处理模块，用于将所述第一靶面区域图像的梯度强度图像与所述第二靶面区域图像的梯度强度图像进行减影运算得到减影运算后的图像，根据所述减影运算后的图像确定所述第一靶面区域图像对应的弹孔图像；并确定所述弹孔图像中弹孔的位置坐标；

播报模块，用于播报所述弹孔的位置坐标。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述图像识别模块还包括靶面分割模块：

用于将所述第一打靶图像的掩模图像与灰度化处理后的所述第一打靶图像相乘，得到所述第一靶面区域图像；

用于将所述第二打靶图像的掩模图像与灰度化处理后的所述第二打靶图像相乘，得到所述第二靶面区域图像。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述靶面分割模块包括预处理模块：

用于对所述第一打靶图像进行灰度化处理，得到灰度化处理后的第一打靶图像，对所述灰度化处理后的第一打靶图像进行二值化处理，得到二值化处理后的第一打靶图像，对所述二值化处理后的第一打靶图像进行形态学操作，得到形态学操作后的第一打靶图像，对所述形态学操作后的第一打靶图像进行掩模运算，确定所述第一打靶图像的掩模图像；

用于对所述第二打靶图像进行灰度化处理，得到灰度化处理后的第二打靶图像，对所述灰度化处理后的第二打靶图像进行二值化处理，得到二值化处理后的第二打靶图像，对所述二值化处理后的第二打靶图像进行形态学操作，得到形态学操作后的第二打靶图像，对所述形态学操作后的第二打靶图像进行掩模运算，确定所述第二打靶图像的掩模图像。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括弹孔识别模块：用于检测所述弹孔图像是否存在连通区域，如果检测到所述弹孔图像存在连通区域，则判定所述弹孔图像存在弹孔；

其中，所述连通区域由所述弹孔图像中预设数目的相邻的像素点构成，所述像素点的像素值不为0。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述弹孔处理模块还包括弹孔去干扰模块：用于将所述减影运算后的图像转换为二值化图像，对所述二值化图像进行形态学腐蚀运算以及膨胀操作，确定所述第一靶面区域图像对应的弹孔图像。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括图像配准模块：用于在所述第一打靶图像的掩模图像和标准靶面区域图像的掩模图像中分别提取四个角点，并匹配为四组角点对，通过投影变换模型对所述四组角点对计算得到配准变换矩阵，并对所述弹孔图像通过所述配准变换矩阵进行图像配准，得到配准后的弹孔图像。

7.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述系统还包括弹孔坐标定位模块：确定所述弹孔在所述弹孔图像中的位置坐标。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于,所述系统还包括环数计算模块：用于计算所述弹孔图像的弹孔位置坐标与靶心坐标之间的距离，将所述距离与标准靶环间距进行比较来确定所述弹孔的打靶环数。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述播报模块包括：

播报显示模块和/或播报语音模块。

10.根据权利要求1所述的系统，所述系统还包括靶场环境监测模块，所述靶场环境监测模块用于采集靶场环境数据，并将采集到的所述靶场环境数据发送至所述播报模块。

11.根据权利要求10所述的系统，所述靶场环境监测模块包括如下项中的至少一项：温度传感器、湿度传感器、风向传感器、风速传感器、光照传感器。

12.一种自动报靶方法，其特征在于，所述方法包括：

采集第一打靶图像；

根据所述第一打靶图像确定第一靶面区域图像，并根据在所述第一打靶图像之前采集到的、与所述第一打靶图像相邻的第二打靶图像，确定第二靶面区域图像；

将所述第一靶面区域图像的梯度强度图像与所述第二靶面区域图像的梯度强度图像进行减影运算得到减影运算后的图像，根据所述减影运算后的图像确定所述第一靶面区域图像对应的弹孔图像；并确定所述弹孔图像中弹孔的位置坐标；

播报所述弹孔的位置坐标。

13.一种计算设备，其特征在于，所述设备包括：处理器以及存储有计算机程序指令的存储器；

所述处理器执行所述计算机程序指令时实现如权利要求1-11任意一项所述的自动报靶系统。

14.一种计算机储存介质，其特征在于，所述计算机存储介质上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现如权利要求1-11任意一项所述的自动报靶系统。