[發明專利]一種檢測圖像中漸開線的圖像算法

在審

• 申請號: 201911105285.4
• 申請日: 2019-11-13
• 公開（公告）號: CN111062879A
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 洪榮晶;趙彬彬
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T7/13
• 代理公司: 北京卓嵐智財知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11624
• 代理人: 郭智

本發明公開了一種檢測圖像中漸開線的圖像算法，它包括如下步驟：步驟(1)將要處理的圖像轉變為灰度圖像：步驟(2)對灰度圖像進行邊緣檢測，步驟(3)計算每個邊緣的像素點對應的所有漸開線的參數：步驟(4)篩選置信度最高的漸開線參數，以此為初值迭代出精確解。該算法對于處理包含漸開線物體的圖像檢測有重要的意義，可以有效尋找到目標物體的輪廓。

技術領域

本發明屬于圖像算法中的圖像處理和模式識別領域，具體涉及檢測圖像中漸開線的圖像算法，該方法是一種通過分析圖像中的邊緣像素，找出圖像中所包含的漸開線的方法，主要用于尋找包含漸開線的物體的輪廓，可以運用在例如齒輪類零件的圖像處理過程中。

背景技術

在圖像處理的過程中，有價值的信息通常只包含在圖像中的某一部分，如何有效的提取檢測對象的邊緣，確定檢測的區域是圖像處理過程中比較重要的一個環節。同時物體的邊緣通常包含了很多重要的信息，對于后續的測量和缺陷檢測有顯著的影響。利用通用的處理手段，如分析像素灰度變化難以給出準確的邊緣信息，且給出的都是圖像結果，無法表示出邊緣中包含的曲線類型及其參數，需要后續繼續的處理。

目前通過對圖像做霍夫變換，可以檢測到圖像中所包含的圓、直線這兩類基本曲線，但對于其它曲線，如漸開線就無法檢測。齒輪零件圖像的邊緣中包含的多數是漸開線，本文在進行齒輪零件圖像的處理過程中，提出了一種檢測圖像中漸開線的圖像算法，它能精確的得到齒輪零件的邊緣，且算法魯棒性好，易于實現。

通常情況下，想要檢測圖像中齒輪的輪廓存在如下的不足之處：

(1)對經過消除畸變和濾波的圖像進行邊緣檢測，再對得到的邊緣圖像做形態學操作，將得到的結果直接作為齒輪的輪廓，因為圖像中噪音的存在，得到的結果會引入較多的誤差。

(2)利用已知的齒輪參數，得到理論的齒輪輪廓曲線，將其與邊緣圖像進行擬合，得到擬合誤差最小的情況，但是需要提前知道齒輪的參數，且擬合過程需要非線性的優化過程，計算強度大。

發明內容

本發明的目的主要是公開一種檢測圖像中漸開線的圖像算法，它能檢測圖像中存在的漸開線，并給出該漸開線的基本參數，如基圓半徑r_b、基圓圓心坐標(x₀，y₀)、漸開線旋轉角度θ，由此給出該漸開線在圖像中的精確數學表達式，為后續的圖像檢測步驟提供測量及檢測的依據。

為了實現上述的目標，同時克服其它方法的不足，本發明通過一下的步驟實現：

一種檢測圖像中漸開線的圖像算法，其特征在于包含以下步驟：

步驟(1)將要處理的圖像轉變為灰度圖像步驟對原始圖像進行畸變修正，修正相機系統帶來的圖像畸變，如果圖像是彩色圖像，則需要將其轉化為灰度圖像；

步驟(2)對灰度圖像進行邊緣檢測步驟用得到的灰度圖像進行邊緣檢測，使用canny 算子得到邊緣圖像，同時得到邊緣圖像中每個像素的梯度值記(x，y)是每個像素的圖像坐標，φ(x，y)是該像素點的梯度方向，由公式計算出梯度方向φ(x，y)，步驟

步驟(3)計算每個邊緣的像素點對應的所有漸開線的參數步驟結合每個邊緣像素點的坐標(x，y)和梯度方向φ(x，y)計算出滿足條件的漸開線參數基圓半徑r_b和基圓圓心坐標(x₀，y₀)；