[發明專利]一種雙鄰域的磨痕角自動檢測方法

有效

• 申請號: 202010121606.6
• 申請日: 2020-02-26
• 公開（公告）號: CN111445438B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 肖梅;張雷;楊冰;杜開瑞;徐婷
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 賀小停

1.一種雙鄰域的磨痕角自動檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，對采集到的磨斑圖像進行灰度化處理，得到灰度磨斑圖；

步驟2，在步驟1中得到的灰度磨斑圖中任意選取一像素點，且在該像素點的上方構建近鄰域；

步驟3，計算該像素點與步驟2中得到的近鄰域中所有像素點的灰度差；

步驟4，根據步驟3中得到的近鄰域中所有像素點的灰度差計算該近鄰域中所有像素的差異度；

步驟5，根據步驟4中得到的該近鄰域中所有像素的差異度計算相似方向值；

步驟6，構建步驟2中任意選取的該像素點的遠鄰域，并根據步驟5中得到的相似方向值構建遠鄰域的興趣像素；

步驟7，計算該任意選取的像素點與步驟6中得到的所有興趣像素之間的灰度差；

步驟8，根據步驟7中得到的灰度差計算遠鄰域中所有興趣像素的差異度；

步驟9，根據步驟8中得到的差異度計算磨痕角方向值；

步驟10，根據步驟9中得到的磨痕角方向值計算磨痕角；

步驟8中，根據步驟7中得到的灰度差計算遠鄰域中所有興趣像素的差異度，具體方法是：

其中，i和j分別表示該像素點的行和列值，且i和j均為整數，滿足：1≤i≤M和1≤j≤N；β為遠鄰域上興趣像素的方向值；e(i，j，β)為像素(i，j)與遠鄰域上β方向上的像素的灰度差；M和N分別為圖像F的總行數和總列數；

步驟9中，根據步驟8中得到的差異度計算磨痕角方向值，具體方法是：

其中，β^*為磨痕角方向值；g(β)為遠鄰域的像素的差異度；

步驟10中，根據步驟9中得到的磨痕角方向值計算磨痕角，具體方法是：

其中，Z是的商，為整數，Z取值為0、1、2或3；Y是的商和余數，亦為整數，Y取值為0，1，2，…，W。

2.根據權利要求1所述的一種雙鄰域的磨痕角自動檢測方法，其特征在于，步驟2中，構建的近鄰域的大小為(w×2w)；所述近鄰域的像素集為所述近鄰域邊界上，且其坐標值滿足下式中任一式的所有像素點：

{(k，l)|i-w≤k≤i and l＝j+w} (2)

{(k，l)|i-w≤k＜i and l＝j-w} (3)

{(k，l)|k＝i-w and j-w≤l≤j+w} (4)

其中，(k，l)為近鄰域像素集中的任一像素點；i和j分別表示該像素點的行和列值，且i和j均為整數，滿足：1≤i≤M和1≤j≤N；w為近鄰域的尺寸。

3.根據權利要求1所述的一種雙鄰域的磨痕角自動檢測方法，其特征在于，步驟3中，計算該像素點與步驟2中得到的近鄰域中所有像素點的灰度差，具體方法是：

在構建的近鄰域上，設定以像素(i，j+w)為起點，逆時針依次標記近鄰域上像素點的方向值α為1，2，…4w；

則像素(i，j)與近鄰域α方向的像素之間的灰度差d(i，j，α)的計算式為：

其中，f_w(i，j，α)表示像素(i，j)的近鄰域α方向上的像素的灰度值；[]為四舍五入的取整運算；M和N分別為圖像F的總行數和總列數；w為近鄰域的尺寸；f(i，j)表示灰度磨斑圖f中像素(i，j)的灰度值。

4.根據權利要求1所述的一種雙鄰域的磨痕角自動檢測方法，其特征在于，步驟4中，根據步驟3中得到的近鄰域中所有像素點的灰度差計算該近鄰域中所有像素的差異度，具體方法是：

設定近鄰域像素的差異度為所有像素點在α方向的灰度差的均值，則該均值按下式進行計算：

其中，d(i，j，α)為像素(i，k)與其近鄰域α方向的像素之間的灰度差；M和N分別為圖像F的總行數和總列數。

5.根據權利要求1所述的一種雙鄰域的磨痕角自動檢測方法，其特征在于，步驟5中，根據步驟4中得到的該近鄰域中所有像素的差異度計算相似方向值，具體方法是：

其中，α^*為相似方向值；h(α)為近鄰域像素差異度。