基于MATLAB图像处理的水泵特性曲线自动提取

丁 聪，邸南思

(上海勘测设计研究院有限公司，上海 200434)

1 概述

水泵、水轮机特性曲线是泵站、电站设计的重要基础资料，广泛用于原型机组参数计算、水力过渡过程分析[1-2]、经济效益评价[3]等。日常设计需要从期刊、书籍等资料中收集水泵、水轮机特性曲线。但资料多为纸质、图片格式，需进行人工读点、数值化。而人工数值化费时费力，且主观误差较大。为减少图像曲线数据提取工作量，提高曲线数据提取准确性，已有图像曲线数据提取的软件开发，如Getdata Dragh Digitizer、FindGraph、Digitize。但此类软件一般为手动选点或无法较好地适用于含纵横坐标轴网格线的图像。

Matlab因其强大的矩阵处理能力，在图像处理方面具有较大优势。MATLAB图像处理研究已经涉及到医学[4]、食品[5]、交通[6]等各行各业。并且已有研究利用Matlab进行图像曲线数据提取，但多数仍停留在手动选点、曲线拟合或仅适用含单条曲线的图像，或未考虑曲线走向[7-9]。为此提出利用已识别曲线像素，寻求周围曲线像素并结合曲线斜率不可突变作为判断条件，甄别取舍寻求到的周围像素点进行曲线自动追踪，并根据像素坐标与真实坐标一一对应关系进行曲线数据换算，以避免手工操作的繁琐和曲线追踪的偏离。

2 图像处理难点及思路

若曲线与背景绝对分开，可降低曲线追踪难度。收集的曲线图像多为彩色图像，因此，需先将图像灰度化、二值化处理。

若曲线很细，仅为曲线中心线，一可提高曲线数据提取准确性；二可方便曲线追踪。……