[發(fā)明專利]一種基于單目相機(jī)的金屬材料銹蝕面積檢測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810185972.0
• 申請日: 2018-03-07
• 公開（公告）號: CN108416771A
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 殷晨波;李蓉;馬偉;張子立;吳偉;許明陽
• 申請（專利權(quán)）人: 南京工業(yè)大學(xué);南京大和機(jī)電科技有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/11;G06T7/62;G01B11/00;G06T5/30
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 胡建華;于瀚文

本發(fā)明公開了一種基于單目相機(jī)的金屬材料銹蝕面積檢測方法，包括如下步驟：步驟1，通過圖像采集設(shè)備獲取金屬材料的全部表面圖像，并傳輸進(jìn)入計算機(jī)；步驟2，將步驟1輸入的圖像經(jīng)過圖像處理，得到金屬表面銹蝕部分的區(qū)域分割圖像；步驟3，依據(jù)金屬表面銹蝕部分的區(qū)域分割圖像中銹蝕區(qū)域面積占總面積的比例，劃分金屬材料表面銹蝕等級，判定材料的銹蝕程度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于單目相機(jī)的金屬材料銹蝕面積檢測方法。

背景技術(shù)

在銹蝕領(lǐng)域中，金屬的銹蝕面積是診斷銹蝕發(fā)生、銹蝕類型和銹蝕程度的重要依據(jù)，這對及時調(diào)整防銹措施、避免事故發(fā)生、降低損失具有重大意義。傳統(tǒng)的銹蝕面積檢測中，大多采用人工檢測和專業(yè)銹蝕檢測儀器的檢測方法。但由于人眼缺乏持久性，并具有主觀性，所以人工檢測的方法難以保證測量的準(zhǔn)確性。運(yùn)用檢測儀器檢測雖然準(zhǔn)確率可以得到保證，但是檢測儀器造價過高，不便于攜帶，缺乏靈活性。

近年來，數(shù)字圖像處理技術(shù)作為一種較為成熟的圖像分析處理技術(shù)受到了各研究領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。單目相機(jī)應(yīng)用于銹蝕面積檢測中，可以借助圖像處理技術(shù)對圖像中的銹蝕面積進(jìn)行定量描述。單目相機(jī)檢測技術(shù)精確度高，造價低，便于攜帶和操作，這為金屬銹蝕面積檢測提供了良好的方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對傳統(tǒng)人工檢測中準(zhǔn)確性差和專業(yè)銹蝕檢測儀器造價高，缺乏靈活性的缺點(diǎn)，提供了一種基于圖像處理的金屬銹蝕面積檢測方法。該方法使得金屬銹蝕面積檢測更加簡單易行，不僅提高了金屬銹蝕面積檢測的效率，同時也保證了檢測的準(zhǔn)確率。實(shí)現(xiàn)上述基于單目相機(jī)的金屬銹蝕面積檢測方法，包括以下步驟：

步驟1，通過圖像采集設(shè)備獲取金屬材料的全部表面圖像，并傳輸進(jìn)入計算機(jī)；

步驟2，將步驟1輸入的圖像經(jīng)過圖像處理，得到金屬表面銹蝕部分的區(qū)域分割圖像；

步驟3，依據(jù)金屬表面銹蝕部分的區(qū)域分割圖像中銹蝕區(qū)域面積占總面積的比例，劃分金屬材料表面銹蝕等級，判定材料的銹蝕程度。

步驟1中所述圖像采集設(shè)備包括手持CCD工業(yè)相機(jī)和無人機(jī)裝置；所述無人機(jī)裝置包括無人機(jī)機(jī)身和掛載的CCD相機(jī)。

步驟2包括如下步驟：

步驟2-1，通過直方圖均衡化對獲取的圖像作增強(qiáng)處理(參考文獻(xiàn)：吳成茂.直方圖均衡化的數(shù)學(xué)模型研究[J].電子學(xué)報,2013,41(03):598-602.)，凸顯銹蝕表面與未銹蝕表面的差異；提高圖像對比度，顯示顏色差異。

步驟2-2，對獲取的圖像進(jìn)行色彩空間變換和形態(tài)學(xué)膨脹操作，顯示出金屬材料表面銹蝕區(qū)域；所述色彩空間變換是將RGB彩色圖像通過公式(1)轉(zhuǎn)換為灰色圖像；

Y＝R×0.299+G×0.587+B×0.114 (1)

其中R、G和B分別表示彩色圖像中每個像素點(diǎn)的紅色、綠色和藍(lán)色像素值；Y表示變換后該像素點(diǎn)的灰度值；所述形態(tài)學(xué)膨脹是通過公式(2)平滑銹蝕區(qū)域的輪廓、斷開較窄的狹頸并消除細(xì)的突出物；

dst(x,y)＝max{src(x+x’,y+y’)}

(x’,y’)∈kernel (2)

其中src(x,y)表示上述灰色圖像，dst(x,y)表示輸出圖像，kernel用于膨脹的核結(jié)構(gòu)元素，x’，y’分別表示核結(jié)構(gòu)元素的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)，x，y分別表示圖像像素的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)。

步驟2-3，將步驟2-2所得圖像，經(jīng)過閾值處理轉(zhuǎn)換成黑白圖像，并對其應(yīng)用canny邊緣算子，勾勒出銹蝕區(qū)域的輪廓；

步驟2-4，計算步驟2-3所得圖像的Hu不變矩，計算銹蝕區(qū)域的面積；