[發明專利]一種基于串行輪廓搜索的熔覆池形狀視覺檢測方法

有效

• 申請號: 201811267100.5
• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN109509181B
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 謝非;楊繼全;劉益劍;楊建飛;施建平;馮春梅;汪璠;陸飛;莫志勇;邱鑫
• 申請（專利權）人: 南京師范大學;南京智能高端裝備產業研究院有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/13;G06T7/62
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 黃振華

1.一種基于串行輪廓搜索的熔覆池形狀視覺檢測方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，采集金屬三維打印熔覆池視頻，從視頻中提取單幀熔覆池彩色圖像；

步驟2，針對提取的單幀熔覆池彩色圖像進行灰度變換得到熔覆池灰度圖像，進行灰度反轉，得到與原灰度熔覆池圖像灰度相反的灰度反轉熔覆池圖像，稱為反灰度熔覆池圖像；

步驟3，對反灰度熔覆池圖像利用線性變換進行灰度拉伸，得到反灰度熔覆池灰度拉伸圖像，再進一步對此拉伸圖像進行均值濾波；

步驟4，對均值濾波后的圖像進行邊緣提取，計算得到熔覆池區域的二值圖像；

步驟5，對熔覆池區域的二值圖像進行串行輪廓搜索，得到熔覆池區域的二值輪廓圖像；

步驟6，計算熔覆池區域二值輪廓圖像中兩兩像素點的距離，記錄距離最大值記為a，記錄并求取距離最大值兩像素點坐標中間點坐標，記為熔覆池區域的中心位置并存儲；

步驟2包括：將熔覆池灰度圖像中每個像素點的灰度值利用以下公式重新賦值：

gn(i,j)＝255-g(i,j)，

其中，g(i,j)為熔覆池灰度圖像第i行和第j列的像素點灰度值，gn(i,j)為灰度反轉熔覆池圖像第i行和第j列的像素點灰度值；

步驟3包括：利用線性變換將反灰度熔覆池圖像中原灰度范圍[gn1,gn2]拉伸為[ge1,ge2]，gn1,gn2分別表示反灰度熔覆池圖像原灰度最小值和最大值，ge1,ge2分別表示反灰度熔覆池圖像拉伸后的灰度最小值和最大值，ge1的取值為50，ge2的取值為215；

步驟3中，采用如下公式進行線性變換：

ge(i,j)＝[(ge2-ge1)/(gn2-gn1)]gn(i,j)+ge1，

其中，ge(i,j)表示反灰度熔覆池灰度拉伸圖像的第i行和第j列的像素點灰度值，[gn1,gn2]具體值根據反灰度熔覆池圖像灰度范圍求取；

步驟4包括：

步驟4-1，利用局部差分算子對均值濾波后的圖像進行如下邊緣計算：

式中，f(i,j)為均值濾波后的圖像第i行和第j列的像素點灰度值，為利用局部差分算子對均值濾波后的圖像進行邊緣計算所得圖像第i行和第j列的像素點像素值；

步驟4-2，對邊緣計算所得圖像的所有像素點進行判別，判斷各像素點像素值是否大于閾值M，如果大于閾值M，則令像素值置為1，否則置為0，最終得到熔覆池區域的二值圖像；

步驟5包括：

步驟5-1，按從上到下，從左到右的順序找到熔覆池區域的二值圖像中第一個像素值為1的邊緣點b₁，檢查點b₁像素值是否滿足設定的條件，如果滿足，則b₁為起始邊緣點執行步驟5-2；如不滿足，給此點加上標記，像素值賦值為0，繼續重復步驟5-1搜索起始邊緣點；

步驟5-2，判別b₁鄰域中0像素的位置，用領域標記號ds表示，判別順序為點b₁的下方的下鄰點到點b₁的左邊的左鄰點，再到點b₁的上方的上鄰點，再到點b₁的右邊的右鄰點，當b₁下鄰點為0時，令ds＝6；當下鄰點不為0，而左鄰點為0時，令ds＝4；當下鄰點、左鄰點都不為0，而上鄰點為0時，令ds＝2；當下鄰點、左鄰點、上鄰點都不為0，而右鄰點為0時，令ds＝0；

步驟5-3，由b₁鄰域中0像素位置出發，逆時針方向在8個鄰近點中搜索像素值為1的像素點，最早搜索到的像素點即為第2個邊緣點b₂；

步驟5-4，當搜索第3個邊緣點b₃時，當前邊緣點由b₁移向b₂，即在b₂的基礎上利用步驟5-3繼續搜索第3個邊緣點，b₂的8個鄰點為搜索b₃的候選點；

步驟5-5，利用步驟5-4中相同的方法搜索后續的邊緣點，當第n個邊緣點b_n的坐標與b₁的坐標相同時，則結束熔覆池區域二值圖像的串行輪廓搜索，邊緣點b₁～b_n組成的圖像即為熔覆池區域的二值輪廓圖像。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟5-1中，檢查點b₁像素值是否滿足以下兩個條件：

第一個條件：b₁(i₁,j₁)＝1，b₁(i₁,j₁)為熔覆池區域的二值圖像中第一個像素值為1的邊緣點b₁在第i₁行和第j列的像素值；

第二個條件：點b₁的4個鄰點中，像素值為1的像素點個數n₁≥2；

若滿足以上兩個條件，則b₁為起始邊緣點執行步驟5-2；如不滿足，給此點加上標記，像素值賦值為0，繼續重復步驟5-1搜索起始邊緣點。