[發明專利]一種基于磨粒圖像顏色提取的在線氧化磨損狀態監測方法

在審

• 申請號: 201610052551.1
• 申請日: 2016-01-26
• 公開（公告）號: CN105758862A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: 武通海;王龍鑫;彭業萍;王碩
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 弋才富

1.一種基于磨粒圖像顏色提取的在線氧化磨損狀態監測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、對油液中的磨粒進行實時可視監測，獲得磨粒的圖片及視頻信息；由于在線氧化磨損狀態監測應用于工業現場，且是一種即時的監測手段，所以由于油液特征、環境因素的影響，會使采集到的圖像中，磨粒邊緣顏色及輪廓變得模糊，因此需要對圖像進行背景差分、濾波和模糊恢復等處理，以得到清晰的磨粒圖像；模糊的磨粒圖像中，模糊角度θ和模糊長度L通常能反映模糊區域的特點；通過傅立葉頻譜分析的方法可得到模糊角度θ值；同時認為在極短的曝光時間內磨粒做勻速直線運動，由此得到模糊長度L值；得到模糊圖片的模糊角度θ和模糊長度L后，使用維納濾波的方法對運動磨粒的模糊圖像進行處理，便可得到清晰的、輪廓及顏色分明的磨粒圖像；

方法具體為：用函數f(x,y)代表清晰的圖像，函數g(x,y)代表模糊的圖像，在退化函數h(x,y)和噪聲函數n(x,y)的作用下，他們之間的關系為：

g(x,y)＝f(x,y)*h(x,y)+n(x,y)

其中*表示一次卷積，x,y分別表示圖像的橫坐標和縱坐標；

根據維納濾波方法去除噪聲函數n(x,y)，并根據退化函數h(x,y)的表達式：

h(x,y)=1/L,x2+y2≤L/2,y/x=tanθ0,else,]]>

經過圖像退化的反運算即可求得清晰的圖像f(x,y)；θ表示磨粒運動的角度，L表示圖片中模糊區域的長度，在[0,T]的運動時間內，模糊區域的長度L可通過L＝vt計算；

步驟二、用RGB模型和HSI模型描述一張彩色圖片，RGB模型通過對紅Red、綠Green、藍Blue三個顏色通道的變化以及它們相互之間的疊加來得到各式各樣的顏色，HSI模型通過使用色調Hue、色飽和度Saturation和亮度Intensity來描述色彩，在描述圖片時，RGB模型通過獲得圖片中每個像素點顏色的R、G、B值來描述圖片的顏色特征；HSI模型由RGB模型轉換得到，RGB模型中R、G、B的值與HSI模型中H、I的值的對應轉化關系為：

H=θ,if B≤G360-θ,if B>G]]>

I=13(R+B+G),]]>

其中，

θ=arccos{1/2[(R-G)+(R-B)][(R-G)2+(R-B)(G-B)]1/2}]]>

得到圖片HSI模型之后，采用基于支持向量數據描述(SVDD)的方法，提取其H、I值作為分類依據建立一種氧化磨粒鑒別的動態群聚模型；

步驟三、得到上述動態群聚模型后，對于新采集到的磨粒，根據磨粒H、I信息，在群聚模型中的位置進行顏色判定，也即氧化磨損類型的判定，判定方法為比較磨粒在動態群聚模型中的位置與不同磨損類型對應的區域的距離，認為磨粒的氧化類型即它所在的或者離該磨粒距離最近的區域所對應的磨粒氧化類型，由此推斷出發生的氧化磨損的類型，實現氧化磨損狀態的在線實時監測。