[發明專利]一種基于圖像處理的金剛石磨粒磨損率測定方法

有效

• 申請號: 201810040362.1
• 申請日: 2018-01-16
• 公開（公告）號: CN108335285B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 方從富;林燕芬;胡中偉;徐西鵬
• 申請（專利權）人: 華僑大學;廈門工學院
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/13;G06T5/30;G06T5/00;G06T7/136;G01N21/88
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;張迪

1.一種基于圖像處理的金剛石磨粒磨損率測定方法，其特征在于由磨粒區域分割、磨損區域分割和磨粒磨損率測定三個步驟組成；

所述的磨粒區域分割是由增強型金剛石磨粒圖像處理、邊緣檢測和形態學處理組成，具體步驟為：

1)對灰度化的含噪金剛石磨粒圖像I(x,y)分別進行中值濾波和高斯濾波預處理，得到中值濾波后圖像I_m(x,y)和高斯濾波后圖像I_g(x,y)，通過聚合形成增強型金剛石磨粒圖像I_e(x,y)；所述的增強型金剛石磨粒圖像定義如下：

2)對增強型金剛石磨粒圖像I_e(x,y)進行邊緣檢測，選取檢測閾值λ，獲得目標磨粒圖像的輪廓邊緣二值圖像I_gb(x,y)；

所述的邊緣檢測為一階梯度幅值檢測，梯度幅度M(x,y)定義為：

所述的檢測閾值λ為自適應閾值，閾值λ定義為：

式(3)中：M和N分別為圖像的行列像素數；

3)利用形態學膨脹與腐蝕算子構成的開運算和閉運算對目標磨粒圖像的輪廓邊緣二值圖像I_gb(x,y)進行形態學濾波，去除無關的背景噪點和紋理邊緣；

4)利用孔洞填充和圖像裁剪功能分離目標磨粒，得到分割的磨粒區域圖像；

所述的磨損區域分割是由中值濾波、梯度檢測和形態學處理組成，具體步驟為：

1)對提取的磨粒圖像進行中值濾波預處理，去除磨粒表面因切屑、灰塵環境引起的隨機灰白點噪聲；

2)對中值濾波預處理后的磨粒圖像進行邊緣檢測，邊緣檢測方法和閾值選取按式(2)和式(3)計算，獲得目標磨損圖像的輪廓邊緣二值圖像I_wb(x,y)；

3)利用形態學膨脹與腐蝕算子構成的開運算和閉運算對二值圖像I_wb(x,y)進行形態學濾波，去除無關的噪點；

4)利用孔洞填充和圖像裁剪功能分離目標磨損，得到分割的磨損區域圖像；

所述的磨粒磨損測定是由計算磨粒區域面積、磨損區域面積和磨粒磨損率組成，具體步驟為：

1)基于分割的磨粒區域圖像，利用區域像素統計的方法，計算磨粒區域面積S_g；所述的磨粒區域面積S_g定義為：

S_g＝a×SUM_pg 式(4)

式(4)中：a為單位像素所代表實際面積的修正系數，SUM_pg為磨粒區域所含的總像素值；若a取1，表明直接采用磨粒區域所含的總像素值；

2)基于分割的磨損區域圖像，利用區域像素統計的方法，計算磨損區域面積S_w；所述的磨損區域面積S_w定義為：

S_w＝a×SUM_pw 式(5)

式(5)中：SUM_pw為磨損區域所含的總像素值；若a取1，表明直接采用磨損區域所含的總像素值；

3)基于磨粒區域面積S_g和磨損區域面積S_w，計算磨粒磨損率系數K；所述的磨粒磨損率系數K定義為：