[發明專利]一種鋼球磨斑圖像的磨痕水平角的自動檢測方法

有效

• 申請號: 201710597205.6
• 申請日: 2017-07-20
• 公開（公告）號: CN107392899B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 肖梅;趙國玉;張雷;徐婷
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/60
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

1.一種鋼球磨斑圖像的磨痕水平角的自動檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步，在鋼球摩擦試驗結束后，通過掃描電鏡采集磨斑圖像，并將采集到的磨斑圖像標記為F；

第二步，通過加權平均法對采集到的磨斑圖像F進行灰度化處理，得到灰度磨斑圖f；

第三步，將第二步中所得的灰度磨斑圖f圍繞圖像中心點O順時針旋轉θ度，得到旋轉磨斑圖f_θ，其大小為m_θ×n_θ；

第四步，以第三步中所得的旋轉磨斑圖f_θ的中心點為中心，任意選取一區域作為基準區域A_θ；

第五步，在第三步中所得的旋轉磨斑圖f_θ的中心水平方向上，以基準區域A_θ為中心，分別向兩側對稱選取與基準區域A_θ大小和形狀均相同的s個區域塊作為對比區域D_θ，共得2s個對比區域；

第六步，分別計算對比區域D_θ中的第k個對比區域和與對比區域相鄰的八個方向的區域塊與基準區域A_θ之間的灰度差，并在所得的九個灰度差中取最小值作為對比區域和基準區域A_θ的差異度

第七步，計算同一方向角θ下的所有對比區域D_θ和基準區域A_θ的差異度，并將所得的差異度之和作為方向角θ下的磨痕差異度C_θ；

根據式(3)計算方向角θ下磨痕差異度C_θ：

第八步，根據第七步所得的磨痕差異度C_θ，計算磨斑磨痕的水平角

磨痕的水平角的計算式：

2.根據權利要求1所述的一種鋼球磨斑圖像的磨痕水平角的自動檢測方法，其特征在于：第一步中，所述磨斑圖像F的像素大小為m×n，所述磨斑圖像F的任一像素點的坐標為(x，y)，則x和y分別表示該像素點的行和列，x和y均為整數，且1≤x≤m，1≤y≤n。

3.根據權利要求1所述的一種鋼球磨斑圖像的磨痕水平角的自動檢測方法，其特征在于：第二步中，所得灰度磨斑圖f中像素點(x，y)的灰度值為f(x，y)，則f(x，y)的計算式如式(1)：

f(x，y)＝0.299×R(x，y)+0.587×G(x，y)+0.144×B(x，y) (1)

其中，R(x，y)、G(x，y)、B(x，y)分別表示磨斑圖F中像素點(x，y)的紅色R、綠色G、藍色B分量值。

4.根據權利要求1所述的一種鋼球磨斑圖像的磨痕水平角的自動檢測方法，其特征在于：第四步中，基準區域A_θ為邊長2ω+1像素的正方形，其面積的大小為其中，ω取值范圍3～20。

5.根據權利要求1所述的一種鋼球磨斑圖像的磨痕水平角的自動檢測方法，其特征在于：第五步中，在選取對比區域D_θ時，兩個相鄰的區域塊的位置部分重疊或不重疊。

6.根據權利要求5所述的一種鋼球磨斑圖像的磨痕水平角的自動檢測方法，其特征在于：第五步中，兩個相鄰區域塊的中心點間的距離為2ω+1。

7.根據權利要求1所述的一種鋼球磨斑圖像的磨痕水平角的自動檢測方法，其特征在于：第六步，對比區域和基準區域A_θ的差異度的計算方法：將對比區域向左上、上、右上、左、右、左下、下、右下八個方向微移動1像素，根據式(2)分別計算對比區域與其相鄰的八個方向區域塊的灰度差，取九個灰度差中的最小值作為對比區域和基準區域A_θ的差異度

其中，i，j為整數，分別為對比區域和基準區域A_θ像素坐標的行號和列號，α和β分別為對比區域的行向和列向的微移量，α＝-1，0，1、β＝-1，0，1；k為對比區域的編號；A_θ(i，j)為基準區域A_θ中像素點(i，j)的灰度值，為對比區域中像素點(i+α，j+β+k(2ω+1))的灰度值。