[發明專利]一種基于鄰域灰度相似性的鋼球磨痕檢測方法

有效

• 申請號: 201310752277.5
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN103761729B
• 公開（公告）日: 2017-02-01
• 發明（設計）人: 肖梅;彭朝林;馬登輝;韓光;劉龍
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所61216
• 代理人: 林兵

技術領域

本發明涉及一種四球機中鋼球磨痕的檢測方法，尤其涉及一種基于鄰域灰度相似性的鋼球磨痕檢測方法。

背景技術

利用四球法在四球機上進行極壓試驗和摩擦試驗能夠準確判定潤滑劑的極壓性能和抗磨損性能。該方法通常是將試驗下方的三個標準鋼球固定作為承重部件，并將潤滑劑填充在承重球固定杯內、上方的標準鋼球通過傳動裝置施加負荷，在設定的溫度、轉速和負荷下進行運轉，通過鋼球的運轉狀態來確定潤滑劑的潤滑性、極壓性和抗磨損性等性能。潤滑劑性能的衡量參數有：最大無卡咬負荷PB、燒結負荷PD和磨痕直徑d，當測定最大無卡咬負荷PB和燒結負荷PD時，需要準確測定磨痕直徑d。此外，磨痕直徑的大小也決定了潤滑性能的好壞，磨痕直徑越小，說明潤滑劑的抗磨損能力、潤滑性越好。可見，快速、準確的測量磨痕直徑對于衡量潤滑劑的極壓和抗磨性能極其重要。但是，目前測量磨痕的方法通常存在測量誤差大、費時費力等問題。

發明內容

針對四球機上開展的極壓和摩擦等試驗均要測定磨痕直徑，本發明的目的在于，提出了一種基于鄰域灰度相似性的鋼球磨痕檢測方法，該方法通過鄰域灰度相似性檢測可能的磨痕區域，并運用數學形態學方法對磨痕區域填空洞、去除零星和平滑等處理，本發明的方法可快速檢出鋼球的磨痕區，進而可以直接計算出磨痕直徑。

為了達到上述目的，本發明采用如下的技術解決方案：

一種基于鄰域灰度相似性的鋼球磨痕檢測方法，具體包括如下步驟：

步驟1：采集鋼球的磨痕圖像并讀入計算機；

步驟2：若采集的磨痕圖像為彩色磨痕圖，轉入步驟3；若采集的磨痕圖像采集的是灰度磨痕圖，則轉入步驟4；

步驟3：將彩色圖像F灰度化；

步驟4：計算灰度磨痕圖f的鄰域灰度均值圖M。

步驟5：計算像素的鄰域灰度偏差值，得到鄰域灰度偏差圖S；

步驟6：鄰域灰度偏差圖S的二值化，得到鄰域灰度相似圖L。

步驟7：對鄰域灰度相似圖L進行去零星操作，得到灰度相似磨痕圖D；

步驟8：對灰度相似磨痕圖D填補空洞操作，得到磨斑初圖V；

步驟9：形態學開運算。

進一步的，所述步驟3的將彩色圖像F灰度化是采用式1進行：

f(p)＝0.3·R(p)+0.59·G(p)+0.11·B(p)??(式1)

其中，f為灰度磨痕圖，f(p)為像素p的灰度值；(R(p),G(p),B(p))分別為像素p的紅色R(Red,R)分量值、綠色G(Green,G)分量值和藍色B(Blue,B)分量值。

進一步的，所述步驟4的計算灰度磨痕圖f的鄰域灰度均值圖M的具體操作如下：

灰度圖像f中任一像素p的鄰域灰度均值M(p)的計算如下：

M(p)=1nΣq∈W(p)f(q)]]>??（式2）

其中，M(p)為像素p的鄰域灰度均值；W(p)表示以像素p為中心的鄰域，W(p)取7×7～21×21的正方形鄰域；q為鄰域W(p)內的任一像素；n為鄰域W(p)內的像素數目。

進一步的，所述步驟5的計算像素的鄰域灰度偏差值的操作：

像素p的鄰域灰度偏差值S(p)利用式3計算：