[發明專利]一種四球摩擦試驗磨斑圖像異常檢測方法

有效

• 申請號: 201710597206.0
• 申請日: 2017-07-20
• 公開（公告）號: CN107358604B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 肖梅;張雷;趙國玉
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/11;G06T7/155;G06T7/62
• 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

1.一種四球摩擦試驗磨斑圖像異常檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步，用掃描電鏡采集待測鋼球和白色標尺，得到磨斑圖像F；通過加權平均法對磨斑圖像F進行灰度化處理，得到灰度磨斑圖f；

第二步，計算磨斑圖像中的單位像素的實際長度h；

第三步，將灰度磨斑圖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；

第四步，以旋轉磨斑圖f_θ的中心點O為中心選取一定的區域，作為基準區域A_θ；在中心水平方向上，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D_θ；

第五步，根據同一方向角θ的對比區域D_θ和基準區域A_θ的磨痕差異度C_θ計算磨痕軸向角

第六步，將第一步中所得的灰度磨斑圖f逆時針旋轉度，得到磨斑擺正圖

第七步，在上述磨斑擺正圖中提取磨痕區域的種子像素，得到磨痕種子圖Sa；

第八步，計算磨痕種子圖Sa中所有磨痕種子點像素的灰度均值，并以該灰度均值為自適應閾值對磨斑擺正圖進行分割，得到磨斑區域初圖H；

第九步，對磨痕種子圖Sa進行形態學膨脹運算，得到磨痕種子膨脹圖M_g；

第十步，對磨斑區域初圖H和磨痕種子膨脹圖M_g進行差分運算，得到磨斑異常圖M_l；

第十一步，對磨斑區域初圖H和磨斑異常圖M_l進行差分處理，得到磨斑差分圖M_p；

第十二步，對磨斑差分圖M_p進行形態學閉運算，得到磨斑區域圖M_r；

第十三步，根據磨斑區域圖M_r的磨斑區域面積，計算磨斑區域圖M_r的等效半徑r_d、方向半徑r_r和形心O^r的坐標(x_c,y_c)，并根據單位像素長度h換算出等效半徑r_d的真實距離；

第十四步，根據磨斑區域圖M_r的方向半徑r_r，計算方向半徑的方差S_r和方向半徑的極差J_r，再根據單位像素長度h換算出方向半徑的方差S_r和方向半徑極差J_r的真實距離；

第十五步，根據磨斑區域圖M_r的長軸l_a、短軸l_b和軸心O^z，計算出磨斑區域圖M_r的軸差l_c和離心度l_d，再根據單位像素長度h換算出軸差l_c和離心度l_d的真實距離；

第十六步，根據方向半徑的方差S_r、方向半徑極差J_r、軸差l_c或離心度l_d對磨斑圖像的異常進行判定。

2.根據權利要求1所述的一種四球摩擦試驗磨斑圖像異常檢測方法，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取值范圍為3～20；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。

3.根據權利要求1所述的一種四球摩擦試驗磨斑圖像異常檢測方法，其特征在于：第五步中，磨痕軸向角的計算過程如式(1)所示：

其中，i,j為整數，分別是對比區域和基準區域像素坐標的行號和列號，α和β分別為第k個對比區域的行向和列向的微移量，取α＝-1,0,1和β＝-1,0,1；A_θ(i,j)為方向角θ的基準區域A_θ中的像素點(i,j)的灰度值；為方向角θ的第k個對比區域中的像素點(i+α,j+β+k(2ω+1))的灰度值；ω取值范圍為3～20。