[發明專利]一種基于改進的SUSAN算子的轎車表面劃痕檢測算法

有效

• 申請號: 201711186520.6
• 申請日: 2017-11-24
• 公開（公告）號: CN107977960B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發明（設計）人: 王振;謝強
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/13;G06T7/181;G06T7/33;G06T7/73;G06K9/62
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

1.一種基于改進的SUSAN算子的轎車表面劃痕檢測算法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一、RGB彩色空間轉換到CIELab彩色空間，具體為：

先將RGB轉換到CIEXYZ空間：

將CIEXYZ轉換到CIELab，其轉換規范由ISO標準定義如下：

其中：

X'＝f₁(X/X_ref)，Y'＝f₁(Y/Y_ref)，Z'＝f₁(Z/Z_ref)，

L、a、b分別表示像素的亮度、紅——綠軸強度、黃——藍軸強度，

X、Y、Z分別表示CIEXYZ空間X、Y、Z軸值，X_ref、Y_ref、Z_ref分別表示X、Y、Z軸轉換基礎值，取值為1，

CIELab空間兩個像素(L₁,a₁,b₁)和(L₂,a₂,b₂)的色差使用歐式距離公式：

步驟二、計算模板內像素相似度，

對于轉換到CIELab顏色空間的圖像，選用16個方向模板，計算待處理圖像的像素值與每個模板內的邊緣像素的差值絕對值，

計算模板內每一個像素與中心像素的色差，如公式(4)所示，

其中r表示方向像素，r₀表示中心像素，ΔE(r,r₀)為方向像素與中心像素的色差，L_r，a_r，b_r分別表示在r位置的方向像素的L軸、a軸、b軸強度，分別表示在r₀位置的中心像素的L軸、a軸、b軸強度，

其中，T為色差閾值，ΔE(r,r₀)為方向像素與中心像素色差，c(r,r₀)表示在像素r與像素r₀相似度；

步驟三、方向性圖像增強并確定邊緣，具體為：

根據16個方向模板計算方向模板內中心像素與方向像素色差，并根據公式(5)判斷中心像素是否屬于USAN區域，如果中心像素屬于USAN區域，使用中心像素和距離中心像素最遠的方向像素的色度平均值填補在此方向模板上的其他像素點，像素均值如公式(6)所示，

其中，E為中心像素色度與比較像素色度平均值，r表示模板內像素，r₀表示核中心像素；

步驟四、邊緣圖像輸出：

核相似區USAN的大小就是方向模板內像素、鄰域像素與中心像素相似點個數，USAN區域的值越大說明像素模板內與核中心像素相似的像素點越多，反之與核中心像素相似的像素點越少，USAN區域大小計算公式如公式(7)所示，

n(r₀)＝∑_rc(r,r₀) (7)

其中n(r₀)表示USAN區域的大小，

SUSAN邊緣檢測根據公式(8)可得該像素點的初始邊緣響應值，

其中，R(r₀)表示r₀的邊緣灰度響應值，g為閾值，g取值為3n_max/4，n_max為圓形模板內像素總數，根據R(r₀)值創建灰度圖像，輸出圖像為邊緣圖像；

步驟五、輸出劃痕圖像：

通過圖像邊緣檢測處理之后，再進行劃痕的定位，對邊緣圖像的非劃痕部分進行去除，確定劃痕在車身的位置，在獲得圖像的過程中，系統與車身的位置保持不變，轎車的型號直接固定車身的形狀，利用無劃痕的轎車圖像建立模板庫，待檢測圖像匹配模板庫內邊緣模板，實現邊緣消除和劃痕定位，輸出劃痕圖像。

2.根據權利要求1所述的一種基于改進的SUSAN算子的轎車表面劃痕檢測算法，其特征在于，步驟二中，16個方向模板以不同方向為基準建立具有方向性的圓形模板定義為方向模板，連接中心像素與邊緣像素，取距離中心像素與邊緣像素連線最近的像素作為方向像素，所述中心像素與邊緣像素具有16個方向。