一種航電系統(tǒng)顯示畫面的識別方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種航電系統(tǒng)顯示畫面的識別方法，具體步驟為：S1，采集航電系統(tǒng)中S個原始顯示畫面；S2，將步驟S1中得到的顯示畫面進行二值化,形成n×m階矩陣M1，并將矩陣M1的數(shù)據(jù)排列為n×m階的列向量；S3，將S個n×m階的列向量組成一個mn×S階矩陣，計算mn×S階矩陣的相關(guān)系數(shù)矩陣，取相關(guān)系數(shù)矩陣的前q列作為主分量矩陣T；S4，采集所述航電系統(tǒng)中的當前顯示畫面，并將當前顯示畫面進行二值化,形成n×m階的列向量M2，令向量A＝T×M2；S5，對向量A進行分類特征的排序得到向量A1，從S個原始顯示畫面中計算出與所述向量A1能夠匹配的一個。本發(fā)明的有益效果在于：降低了顯示畫面識別的計算量，使計算機能夠在線完成畫面識別運算。
【專利說明】
-種航電系統(tǒng)顯示畫面的識別方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及航電系統(tǒng)測試技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種航電系統(tǒng)顯示畫面的識別方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于現(xiàn)代大型飛機航電系統(tǒng)顯示畫面需求復雜，且顯示的模塊化設(shè)計需求也要求 不能在同一個畫面上顯示各種必要的信息。因此現(xiàn)代飛機的航電系統(tǒng)顯示畫面可分為多個 基本畫面，在運些基本畫面中完成各種顯示任務。在對航電系統(tǒng)實現(xiàn)自動測試的過程中，如 何區(qū)分運些頁面是一項關(guān)鍵的任務，而現(xiàn)有的識別方法面對分辨率越來越高的航電顯示畫 面則顯得束手無策。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種航電系統(tǒng)顯示畫面的識別方法，W解決或至少減輕背景 技術(shù)中所存在的至少一處的問題。
[0004] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：提供一種航電系統(tǒng)顯示畫面的識別方法，針對航電系 統(tǒng)中的多個原始畫面，識別航電系統(tǒng)中的當前顯示畫面，每個所述原始畫面有nXm像素，具 體識別方法包含W下步驟：
[0005] SI,采集航電系統(tǒng)中S個原始顯示畫面；
[0006] S2,將所述步驟Sl中得到的顯示畫面進行二值化，形成nXm階矩陣Ml，并將所述矩 陣Ml的數(shù)據(jù)排列為n X m階的列向量；
[0007] S3，將S個n Xm階的列向量組成一個皿X S階矩陣，計算所述皿X S階矩陣的相關(guān)系 數(shù)矩陣，取所述相關(guān)系數(shù)矩陣的前q列作為主分量矩陣T;
[000引S4,采集所述航電系統(tǒng)中的當前顯示畫面，并將采集的所述當前顯示畫面進行二 值化，開多成n Xm階的列向量M2,令向量A = T X M2;
[0009] S5，對向量A進行分類特征的排序得到向量Al，從所述S個原始顯示畫面中計算出 與所述向量Al能夠匹配的一個。
[0010] 優(yōu)選地，所述步驟S5中所述S個原始畫面與所述向量Al W空間距離為匹配條件，所 述S個原始畫面中的向量與所述向量Al距離最小的為與向量Al匹配的畫面。
[0011] 優(yōu)選地，所述步驟S5中，若所述原始顯示畫面中計算出的與所述向量Al匹配的畫 面多于1個，則增大q值。
[0012] 優(yōu)選地，所述步驟Sl中的原始顯示畫面包含主菜單畫面、維護畫面、態(tài)勢畫面、飛 行參數(shù)顯示畫面和進場參數(shù)畫面。
[0013] 優(yōu)選地，所述步驟S3中首先對mnXS階矩陣進行分類特征的排序，得到新的矩陣N， 對矩陣N的主分量分析計算得到相關(guān)系數(shù)矩陣。
[0014] 優(yōu)選地，所述步驟S5中對向量A進行分類特征的排序的方法與所述步驟S3中對mn X S階矩陣進行分類特征排序的方法相同。
[0015] 本發(fā)明的有益效果在于:通過主分量分析方法，計算出航電系統(tǒng)顯示的不同畫面 中造成顯示畫面差異的主要成分與次要成分，通過提取實時采集的當前畫面中的主要成分 并進行歸類運算，大規(guī)模降低了顯示畫面識別的計算量，使計算機能夠在線完成畫面識別 運算。
【附圖說明】
[0016] 圖1是本發(fā)明一實施例的航電系統(tǒng)顯示畫面的識別方法的流程圖。
[0017] 圖2是本發(fā)明一實施例的顯示畫面二值化的示意圖。
【具體實施方式】
[0018] 為使本發(fā)明實施的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中 的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行更加詳細的描述。在附圖中，自始至終相同或類 似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。所描述的實施例是本發(fā)明 一部分實施例，而不是全部的實施例。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用 于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人 員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。下 面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明。
[0019]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語"中屯、"、"縱向"、"橫向"、"前"、"后'、 "左"、"右"、"豎直"、"水平"、"頂"、"底""內(nèi)"、"外"等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所 示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝 置或元件必須具有特定的方位、W特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明保護 范圍的限制。
[0020] 本發(fā)明針對航電系統(tǒng)多個顯示畫面自動測試的需求，設(shè)計了一種能夠在保證精度 的情況下實現(xiàn)計算機識別的方法。通過采用主分量分析方法，將區(qū)分顯示畫面的主要成分 篩選出來，用得到的相關(guān)系數(shù)矩陣處理實時采集的顯示畫面，最終通過聚類等方法，找出與 當前實時顯示畫面最相似的顯示畫面。該方法通過主分量分析計算得到各顯示畫面相關(guān)矩 陣，通過將實時測試中的顯示畫面與該相關(guān)矩陣進行運算，得到降維的圖像向量，將其與同 樣降維后圖像樣本向量進行聚類運算，即可識別當前顯示畫面。
[0021] 如圖1所示，一種航電系統(tǒng)顯示畫面的識別方法，針對航電系統(tǒng)中的多個原始畫 面，識別航電系統(tǒng)中的當前顯示畫面，每個所述原始畫面有nXm像素，具體識別方法包含W 下步驟：
[0022] Sl，采集航電系統(tǒng)中S個原始顯示畫面。
[0023] 在本實施例中，原始顯示畫面包含主菜單畫面、維護畫面、態(tài)勢畫面、飛行參數(shù)顯 示畫面和進場參數(shù)畫面。每個顯示畫面為600 X 600像素，并保存5個標準原始畫面。
[0024] 可W理解的是，根據(jù)航電系統(tǒng)功能的不同，原始畫面還可W采集更多的畫面。
[0025] S2,將步驟Sl中得到的顯示畫面進行二值化，形成nXm階矩陣Ml，并將矩陣Ml的數(shù) 據(jù)排列為n X m階的列向量。
[0026] 如附圖2所示，圖像的二值化，就是將圖像上的像素點的灰度值設(shè)置為0或255,也 就是將整個圖像呈現(xiàn)出明顯的只有黑和白的視覺效果。
[0027]在本市實施例中，將原始5個顯示畫面各自形成一個600 X 600階的矩陣，然后將每 個矩陣中的數(shù)據(jù)排列為360000階的列向量。
[002引S3,將S個nXm階的列向量組成一個mnX S階矩陣，計算mnX S階矩陣的相關(guān)系數(shù)矩 陣，取相關(guān)系數(shù)矩陣的前q列作為主分量矩陣T。
[0029] 在本實施例中，即將5個360000階的列向量組成一個360000 X 5階的矩陣，并計算 360000X5階矩陣的相關(guān)系數(shù)矩陣。在本實施例中，取相關(guān)系數(shù)矩陣的前150列作為主分量 矩陣T。
[0030] 在步驟S3中首先對360000X5階矩陣進行分類特征的排序，得到新的矩陣N，對矩 陣N的主分量分析計算得到相關(guān)系數(shù)矩陣。
[0031] 主分量分析法是一種降維的統(tǒng)計方法，它借助于一個正交變換，將其分量相關(guān)的 原隨機向量轉(zhuǎn)化成其分量不相關(guān)的新隨機向量，運在代數(shù)上表現(xiàn)為將原隨機向量的協(xié)方差 陣變換成對角形陣，在幾何上表現(xiàn)為將原坐標系變換成新的正交坐標系，使之指向樣本點 散布最開的L個正交方向，然后對多維變量系統(tǒng)進行降維處理，使之能W-個較高的精度轉(zhuǎn) 換成低維變量系統(tǒng)，再通過構(gòu)造適當?shù)膬r值函數(shù)，進一步把低維系統(tǒng)轉(zhuǎn)化成一維系統(tǒng)。
[0032] 相關(guān)系數(shù)矩陣為
[0033] Tij (i，j = 1，2，…，P)為原變量Xi與Xj的相關(guān)系數(shù)，rij = Tji，其計算公式為
[0034]
[0035] S4,采集航電系統(tǒng)中的當前顯示畫面，并將采集的當前顯示畫面進行二值化，形成 n Xm階的列向量M2,令向量A = T X M2。
[0036] 在本實施例中，即當前顯示畫面形成360000階的列向量M2。
[0037] S5,對向量A進行分類特征的排序得到向量Al,從5個原始顯示畫面中計算出與所 述向量Al能夠匹配的一個。
[0038] 在本實施例中，步驟S5中5個原始畫面與向量Al W空間距離為匹配條件，5個原始 畫面中的向量與向量Al距離最小的為與向量Al匹配的畫面。
[0039] 若原始顯示畫面中計算出的與向量Al匹配的畫面多于1個，則增大q值。
[0040] 在步驟S5中對向量A進行分類特征的排序的方法與步驟S3中對360000 X 5階矩陣 進行分類特征排序的方法相同。
[0041] 為了方便理解本發(fā)明的識別方法，下面W識別航電系統(tǒng)中的兩幅顯示畫面為例具 體說明計算過程，例如，兩幅畫面中的每一幅有3 X 3像素。
[0042] 首先，采集航電系統(tǒng)中的兩幅原始畫面，并進行保存。將系統(tǒng)中的兩幅顯示畫面進 行二值化，如圖2所示，形成3 X 3階矩陣Ml，并將矩陣Ml的數(shù)據(jù)排列為3 X 3階的列向量；
[0043]
[0044]
[0045]
[0046] ，如下；
[0047]
[004引 I：組成一個9 X 2階矩陣U，如下所示：
[0049]
[0050] 魄陣，形成9 X 9階矩陣，如下所示：
[0化1 ]
[0052]取上述相關(guān)系數(shù)矩陣的前2列作為主分量矩陣T，矩陣T為9X2階矩陣，具體為：
[0化3]
[0化4]
[0055]在本實施例中，假設(shè)系統(tǒng)采集到某一畫面，其列向量為：
[0化6;
[0057; 〈M2,計算結(jié)果如下：
[0化8;
[0059； ￡行分類特征的排序得到向量Al，如下所示：
[0060；
[0061 ] 最后，計算Al與Fl及Al與F2之間的距離，從所述F1、F2中挑選出與所述向量Al匹配 的一個，在本實施例中，W空間距離計算為例，計算過程如下：
[0062] 計算向量A與Ul的第1列距離M A-Ull M =0
[0063] 計算向量A與肥第2列距離
[0064] 比較計算結(jié)果，可見A與Ul的第一列距離較小，認為此圖像與Ml更相似。
[0065] 最后需要指出的是：W上實施例僅用W說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制。盡 管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應當理解:其依然 可W對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替 換;而運些修改或者替換，并不使相應技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精 神和范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種航電系統(tǒng)顯示畫面的識別方法，針對航電系統(tǒng)中的多個原始畫面，識別航電系 統(tǒng)中的當前顯示畫面，每個所述原始畫面有nXm像素，其特征在于，包含以下步驟： Sl，采集航電系統(tǒng)中S個原始顯示畫面； S2，將所述步驟Sl中得到的顯示畫面進行二值化，形成η Xm階矩陣Ml，并將所述矩陣Ml 的數(shù)據(jù)排列為η X m階的列向量； S3，將S個n Xm階的列向量組成一個mn X S階矩陣，計算所述mn X S階矩陣的相關(guān)系數(shù)矩 陣，取所述相關(guān)系數(shù)矩陣的前q列作為主分量矩陣T; S4,采集所述航電系統(tǒng)中的當前顯示畫面，并將采集的所述當前顯示畫面進行二值化， 形成n Xm階的列向量M2,令向量A = T X M2; S5，對向量A進行分類特征的排序得到向量Al，從所述S個原始顯示畫面中計算出與所 述向量Al能夠匹配的一個。2. 如權(quán)利要求1所述的航電系統(tǒng)顯示畫面的識別方法，其特征在于:所述步驟S5中所述 S個原始畫面與所述向量Al以空間距離為匹配條件，所述S個原始畫面中的向量與所述向量 Al距離最小的為與向量Al匹配的畫面。3. 如權(quán)利要求2所述的航電系統(tǒng)顯示畫面的識別方法，其特征在于:所述步驟S5中，若 所述原始顯示畫面中計算出的與所述向量Al匹配的畫面多于1個，則增大q值。4. 如權(quán)利要求1所述的航電系統(tǒng)顯示畫面的識別方法，其特征在于:所述步驟Sl中的原 始顯示畫面包含主菜單畫面、維護畫面、態(tài)勢畫面、飛行參數(shù)顯示畫面和進場參數(shù)畫面。5. 如權(quán)利要求1所述的航電系統(tǒng)顯示畫面的識別方法，其特征在于:所述步驟S3中首先 對mnXS階矩陣進行分類特征的排序，得到新的矩陣N，對矩陣N的主分量分析計算得到相關(guān) 系數(shù)矩陣。6. 如權(quán)利要求5所述的航電系統(tǒng)顯示畫面的識別方法，其特征在于:所述步驟S5中對向 量A進行分類特征的排序的方法與所述步驟S3中對mn X S階矩陣進行分類特征排序的方法 相同。
【文檔編號】G06K9/62GK105956627SQ201610317790
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月13日
【發(fā)明人】張原 , 張昆
【申請人】中國航空工業(yè)集團公司西安飛機設(shè)計研究所