[發(fā)明專利]基于自適應(yīng)帶通濾波的跨接線膠帶破損故障圖像分割方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011223580.2
• 申請日: 2020-11-05
• 公開（公告）號: CN112330633B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 石瑋
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱市科佳通用機(jī)電股份有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/136
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 時起磊

1.基于自適應(yīng)帶通濾波的跨接線膠帶破損故障圖像分割方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、獲取檢測圖像；

S2、將經(jīng)過預(yù)處理的檢測圖像轉(zhuǎn)換為頻譜圖像，利用頻譜能量值曲線確定故障所在頻段；然后將頻譜圖像通過自適應(yīng)帶通濾波器進(jìn)行濾波增強(qiáng)；最后通過傅里葉逆變換轉(zhuǎn)換為空域圖像I(x,y)；

利用頻譜能量值曲線確定故障所在頻段的過程包括以下步驟：

針對經(jīng)過預(yù)處理的檢測圖像轉(zhuǎn)換為頻譜圖像，將頻譜圖像進(jìn)行中心化后轉(zhuǎn)換為功率譜F(u,v)，并確定功率譜F(u,v)的譜能量曲線Energy；

設(shè)無故障圖像的模型曲線為Energy′＝g(i)，需要檢測的檢測圖像的能量曲線為Energy＝f(i)，根據(jù)g(i)和f(i)確定為故障頻率所在頻段[θ₁,θ₂]；其中θ₁,θ₂由下式確定：

其中：a為頻段帶寬；τ為檢測閾值；所述確定功率譜F(u,v)的譜能量曲線Energy的過程如下：

其中，Energy表示能量半徑為N/2時對應(yīng)的能量值，N為檢測圖像邊長；

S3、將空域圖像I(x,y)進(jìn)行取反操作：

其中，ρ為平均灰度閾值，mean為空域圖像I(x,y)的平均灰度值；

S4、根據(jù)分割閾值th對圖像T(x,y)進(jìn)行二值分割。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于自適應(yīng)帶通濾波的跨接線膠帶破損故障圖像分割方法，其特征在于，S4所述分割閾值th如下：

其中，T(x,y)的灰度值最大值為max，最小值為min，δ表示分割閾值的系數(shù)，表示灰度值大于時的像素數(shù)量，其中，k′表示故障像素點(diǎn)的臨界數(shù)量。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于自適應(yīng)帶通濾波的跨接線膠帶破損故障圖像分割方法，其特征在于，根據(jù)分割閾值th對圖像T(x,y)進(jìn)行二值分割的過程包括以下步驟：

當(dāng)圖像T(x,y)的像素的灰度值大于等于分割閾值th時，將其賦值為255；當(dāng)圖像T(x,y)的像素的灰度值小于分割閾值th時，將其賦值為0，得到二值化圖像T′(x,y)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于自適應(yīng)帶通濾波的跨接線膠帶破損故障圖像分割方法，其特征在于，根據(jù)分割閾值th對圖像T(x,y)進(jìn)行分割后，還要進(jìn)行形態(tài)學(xué)開運(yùn)算，具體過程包括以下步驟：

將進(jìn)行二值分割后的二值化圖像T′(x,y)進(jìn)行形態(tài)學(xué)的腐蝕處理，然后再進(jìn)行形態(tài)學(xué)的膨脹處理，進(jìn)而得到圖像T″(x,y)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于自適應(yīng)帶通濾波的跨接線膠帶破損故障圖像分割方法，其特征在于，所述無故障圖像的模型曲線為Energy′的確定過程包括以下步驟：

無故障檢測圖像數(shù)量為P，檢測圖像邊長為N，無故障圖像的模型曲線如下：

Energy′＝min{Energy_j},j＝1,2,…,P

其中，Energy_j表示能量半徑為N/2時第j張圖像對應(yīng)的模型曲線。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于自適應(yīng)帶通濾波的跨接線膠帶破損故障圖像分割方法，其特征在于，所述自適應(yīng)帶通濾波器如下：

其中，k為自適應(yīng)系數(shù)，其表達(dá)式為Δ為極小值。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于自適應(yīng)帶通濾波的跨接線膠帶破損故障圖像分割方法，其特征在于，所述的預(yù)處理過程包括以下步驟：

首先對獲取的檢測圖像進(jìn)行大小調(diào)整，調(diào)整成邊長為N的正方形圖像，然后對調(diào)整后的圖像進(jìn)行中值濾波。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于自適應(yīng)帶通濾波的跨接線膠帶破損故障圖像分割方法，其特征在于，S1所述的檢測圖像為從列車圖像中截取的車廂連接處區(qū)域?qū)?yīng)的圖像。