[發明專利]基于布氏硬度的壓痕圖像識別方法及系統

在審

• 申請號: 201310395302.9
• 申請日: 2013-09-03
• 公開（公告）號: CN104422629A
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發明（設計）人: 劉閣;吳速;楊長江;武劍;曹永超
• 申請（專利權）人: 北京時代之峰科技有限公司
• 主分類號: G01N3/42
• 分類號: G01N3/42;G06K9/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 任默聞

1.一種基于布氏硬度的壓痕圖像識別方法，其特征是，所述的方法包括：

通過維氏硬度計在布氏硬度試塊上壓出壓痕；

通過相機獲取與所述的壓痕對應的壓痕圖像；

對所述的壓痕圖像進行聚類粗定位，得到定位范圍；

在所述的定位范圍內對所述的壓痕圖像進行邊緣抑制提取，得到提取的邊緣；

根據所述的邊緣對所述的壓痕圖像進行輪廓擬合。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征是，對所述的壓痕圖像進行聚類粗定位，得到定位范圍包括：

對所述的壓痕圖像進行融合，得到融合圖像矩陣；

對所述的融合圖像矩陣進行分割，得到二值化圖像；

對所述的二值化圖像進行腐蝕剝離形態運算，得到待聚類樣本圖像矩陣；

根據試探聚類算法將所述的待聚類樣本圖像矩陣分為壓痕以及無效點；

對所述的壓痕進行鄰近分析，得到分析結果；

根據所述的分析結果采用聚類補償法對所述壓痕的中心進行填充；

根據所述的分析結果采用聚類補償法對填充后的壓痕進行聚類粗定位，得到定位范圍。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征是，對所述的壓痕圖像進行融合，得到融合圖像矩陣包括：

確定所述壓痕圖像的水平方向梯度分量；

確定所述壓痕圖像的垂直方向梯度分量；

根據所述的水平方向梯度分量以及所述垂直方向梯度分量確定與所述的壓痕圖像對應的梯度模矩陣；

獲取預先設定的權值系數；

根據所述的權值系數將所述的梯度模矩陣與所述的壓痕圖像進行融合，得到融合圖像矩陣。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征是，對所述的壓痕進行鄰近分析包括：

獲取預先設定的所述壓痕的起始位置；

采用自適應法確定待聚類樣本圖像矩陣的起始距離；

采用自適應法確定待聚類樣本圖像矩陣的步長值；

確定所述待聚類樣本圖像矩陣中各個樣本到所述壓痕中心的歐氏距離。

5.根據權利要求1或4所述的方法，其特征是，在所述的定位范圍內對所述的壓痕圖像進行邊緣抑制提取包括：

構造高斯一階導核函數；

根據所述的高斯一階導函數進行直方統計；

獲取預先設定的抑制閾值；

根據所述的抑制閾值進行梯度抑制遍歷，得到初次抑制矩陣；

對所述的初次抑制矩陣進行掃描標記；

對掃描標記后的初次抑制矩陣進行提取，得到提取的邊緣。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征是，根據所述的高斯一階導函數進行直方統計具體包括：

根據所述的高斯一階導函數確定高斯核系數；

根據所述的高斯核系數在所述的定位范圍內對所述的壓痕圖像做卷積，得到二維高斯梯度矩陣；

確定所述二維高斯梯度矩陣的梯度模矩陣；

確定所述二維高斯梯度矩陣的梯度角度矩陣；

對所述的梯度角度矩陣進行方向標志劃分；

根據方向標志劃分后的梯度角度矩陣對所述的二維高斯梯度矩陣進行直方統計。

7.根據權利要求1或6所述的方法，其特征是，根據所述的邊緣對所述的壓痕圖像進行輪廓擬合包括：

根據所述的邊緣擬合出橢圓軌跡；

確定所述橢圓軌跡的圓心坐標以及轉向角；

根據所述的圓心坐標、所述的轉向角確定出所述橢圓軌跡的軌跡坐標；

確定所述軌跡坐標所覆蓋的邊緣點數量；

根據所述的邊緣點數量確定出擬合輪廓。

8.一種基于布氏硬度的壓痕圖像識別系統，其特征是，所述的系統包括：

維式硬度計，用于在布氏硬度試塊上壓出壓痕；

相機，用于獲取與所述的壓痕對應的壓痕圖像；

聚類粗定位裝置，用于對所述的壓痕圖像進行聚類粗定位，得到定位范圍；

抑制提取裝置，用于在所述的定位范圍內對所述的壓痕圖像進行邊緣抑制提取，得到提取的邊緣；

輪廓擬合裝置，用于根據所述的邊緣對所述的壓痕圖像進行輪廓擬合。