[發(fā)明專利]一種鋼球磨斑圖像的磨痕水平角的自動(dòng)檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710597205.6
• 申請(qǐng)日: 2017-07-20
• 公開（公告）號(hào): CN107392899B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖梅;趙國(guó)玉;張雷;徐婷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)安大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T7/00
• 分類號(hào): G06T7/00;G06T7/60
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

1.一種鋼球磨斑圖像的磨痕水平角的自動(dòng)檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步，在鋼球摩擦試驗(yàn)結(jié)束后，通過(guò)掃描電鏡采集磨斑圖像，并將采集到的磨斑圖像標(biāo)記為F；

第二步，通過(guò)加權(quán)平均法對(duì)采集到的磨斑圖像F進(jìn)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(diǎn)O順時(shí)針旋轉(zhuǎn)θ度，得到旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)磨斑圖f_θ的中心點(diǎn)為中心，任意選取一區(qū)域作為基準(zhǔn)區(qū)域A_θ；

第五步，在第三步中所得的旋轉(zhuǎn)磨斑圖f_θ的中心水平方向上，以基準(zhǔn)區(qū)域A_θ為中心，分別向兩側(cè)對(duì)稱選取與基準(zhǔn)區(qū)域A_θ大小和形狀均相同的s個(gè)區(qū)域塊作為對(duì)比區(qū)域D_θ，共得2s個(gè)對(duì)比區(qū)域；

第六步，分別計(jì)算對(duì)比區(qū)域D_θ中的第k個(gè)對(duì)比區(qū)域和與對(duì)比區(qū)域相鄰的八個(gè)方向的區(qū)域塊與基準(zhǔn)區(qū)域A_θ之間的灰度差，并在所得的九個(gè)灰度差中取最小值作為對(duì)比區(qū)域和基準(zhǔn)區(qū)域A_θ的差異度

第七步，計(jì)算同一方向角θ下的所有對(duì)比區(qū)域D_θ和基準(zhǔn)區(qū)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(jù)式(3)計(jì)算方向角θ下磨痕差異度C_θ：

第八步，根據(jù)第七步所得的磨痕差異度C_θ，計(jì)算磨斑磨痕的水平角

磨痕的水平角的計(jì)算式：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼球磨斑圖像的磨痕水平角的自動(dòng)檢測(cè)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(diǎn)的坐標(biāo)為(x，y)，則x和y分別表示該像素點(diǎn)的行和列，x和y均為整數(shù)，且1≤x≤m，1≤y≤n。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼球磨斑圖像的磨痕水平角的自動(dòng)檢測(cè)方法，其特征在于：第二步中，所得灰度磨斑圖f中像素點(diǎn)(x，y)的灰度值為f(x，y)，則f(x，y)的計(jì)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(diǎn)(x，y)的紅色R、綠色G、藍(lán)色B分量值。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼球磨斑圖像的磨痕水平角的自動(dòng)檢測(cè)方法，其特征在于：第四步中，基準(zhǔn)區(qū)域A_θ為邊長(zhǎng)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(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼球磨斑圖像的磨痕水平角的自動(dòng)檢測(cè)方法，其特征在于：第五步中，在選取對(duì)比區(qū)域D_θ時(shí)，兩個(gè)相鄰的區(qū)域塊的位置部分重疊或不重疊。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種鋼球磨斑圖像的磨痕水平角的自動(dòng)檢測(cè)方法，其特征在于：第五步中，兩個(gè)相鄰區(qū)域塊的中心點(diǎn)間的距離為2ω+1。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼球磨斑圖像的磨痕水平角的自動(dòng)檢測(cè)方法，其特征在于：第六步，對(duì)比區(qū)域和基準(zhǔn)區(qū)域A_θ的差異度的計(jì)算方法：將對(duì)比區(qū)域向左上、上、右上、左、右、左下、下、右下八個(gè)方向微移動(dòng)1像素，根據(jù)式(2)分別計(jì)算對(duì)比區(qū)域與其相鄰的八個(gè)方向區(qū)域塊的灰度差，取九個(gè)灰度差中的最小值作為對(duì)比區(qū)域和基準(zhǔn)區(qū)域A_θ的差異度

其中，i，j為整數(shù)，分別為對(duì)比區(qū)域和基準(zhǔn)區(qū)域A_θ像素坐標(biāo)的行號(hào)和列號(hào)，α和β分別為對(duì)比區(qū)域的行向和列向的微移量，α＝-1，0，1、β＝-1，0，1；k為對(duì)比區(qū)域的編號(hào)；A_θ(i，j)為基準(zhǔn)區(qū)域A_θ中像素點(diǎn)(i，j)的灰度值，為對(duì)比區(qū)域中像素點(diǎn)(i+α，j+β+k(2ω+1))的灰度值。