[發明專利]一種基于圖像處理的微米級河鲀表皮體刺輪廓建模方法

有效

• 申請號: 201910957108.2
• 申請日: 2019-10-10
• 公開（公告）號: CN110930355B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 馮曉明;田桂中;劉晨慶;周宏根;賈長峰;朱燁圣;范東亮;張耀升;崔杰
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/62;G06T5/30;G06T5/00;G06T17/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種基于圖像處理的微米級河鲀表皮體刺輪廓建模方法，其特征在于：包括如下步驟：

(1)通過顯微鏡獲取輪廓位于同一焦平面的河鲀表皮體刺顯微圖像；

步驟(1)中樣本置于平靜水面保持水平狀態，通過液面靜置的方式使樣本輪廓均位于同一焦平面內，待測的樣本中心軸或對稱軸為水平線或垂直于水平線；

(2)通過Halcon軟件獲取顯微圖像中輪廓樣條線及其輪廓圖像；

其具體步驟如下：

(21)將原圖像轉換為RGB單通道圖像，選擇對比度最高的分量圖像進行二值化處理，進而獲得完整的圖像信息的目標輪廓線條；

(22)將二值圖像中的空洞區域進行填充，并采用腐蝕運算消除邊緣毛體刺與干擾噪聲；

(23)邊緣連接存在小的縫隙，通過膨脹運算實現輪廓的平滑過渡；

(24)通過圖像增強中的梯度銳化算子提高圖像信噪比，提取出微小結構的真實邊緣輪廓線；

(3)將輪廓圖像導入Photoshop中進行去噪處理，并導出AI文件，再通過3DMax軟件將AI文件導出為CAD文件；

(4)在CAD軟件中處理轉化為CAD文件的曲線輪廓；

其具體包括如下步驟：

(41)對河鲀表皮體刺輪廓進行坐標系的重置：表皮體刺兩邊切線交點為坐標原點，切線所成角的角平分線為Y軸，其過原點的垂直方向為X軸，通過坐標變換實現坐標系的統一；

(42)通過CAD軟件的樣條曲線功能對樣件輪廓密集取點；

(43)使用list功能批量獲取樣條曲線上所有點的坐標；

(5)使用MATLAB導入所有點的坐標，以x為自變量，y為因變量進行曲線擬合后建立河鲀表皮體刺模型，

具體的，通過所獲得的樣條點坐標在MATLAB中進行擬合，構建傅里葉函數表達式從而得到體刺的輪廓曲線數學模型，表示為：

f(x)＝a₀+a₁×cos(x×ω)+b₁×sin(x×ω)。

2.根據權利要求1所述的基于圖像處理的微米級河鲀表皮體刺輪廓建模方法，其特征在于：Fourier函數表達式 ，階數取1，表達式如下：

f(x)＝-1.503+1.04×cos(11.28×x)-0.003714×sin(11.28×x)

其數學模型的精度參數為：殘差平方和為0.1336，均方差為0.02974，確定系數為0.9954，與生物模型擬合精度高，表達式復雜程度低。