使用Python图像计算咖啡壶中咖啡的高度

Question

我们办公室的厨房里有一个摄像头，专门对着咖啡机。咖啡壶的位置和摄像头都是固定的。请问，能不能通过图像识别来计算咖啡壶里咖啡的高度呢？我见过图像识别被用在一些很复杂的事情上，比如人脸识别。相比那些项目，这个测量高度的任务看起来简单多了。

（这是我最好的猜测，但我对其中的复杂性一无所知。）

我该怎么做呢？这会被认为是一个非常复杂的工作吗？顺便说一下，我之前从来没有做过任何与图像相关的工作。

Answer 1

首先进行阈值处理，然后再进行分割。这样你就能更容易地检测到边缘了。

Answer 2

我会尝试以下步骤：

1. 把图片转换成灰度图。
2. 对图片进行二值化处理，只保留咖啡的部分。你可以通过实验找到一个合适的阈值。
3. 进行斑点提取。斑点的面积（像素数量）可以用来计算高度，也就是面积除以宽度。

Answer 3

因为咖啡壶的位置是固定的，所以我们可以先拍一张样本图，找到一列像素，这一列能清楚地显示出咖啡的最小和最大量，而且这个地方没有反光。看看下面这张图片中的绿色竖线部分：

_{(来源: nullnetwork.net)}

最简单的方法是准备两张图，一张是空壶的，一张是满壶的（当然要在相同的光线条件下拍摄，这通常是可以做到的），然后把图像转换成灰度图（使用colorsys.rgb_to_hsv把每个RGB像素转换，只保留v（第三个）分量），接着把选定的那一列像素的亮度加起来。假设空壶的亮度总和是550，而满壶的总和是220（咖啡比较黑）。通过比较输入图像的亮度总和和这两个总和，你就可以大致估算出壶里咖啡的百分比。

不过，我不敢保证这个方法的准确性，甚至在每秒之间的波动可能也会很大 :)

注意：在我的例子中，绿色的像素列应该延伸到壶的底部；我只是给出了我想表达的意思的一个例子。