[發明專利]一種強抖動下基于形態學濾波的鋼絲繩斷絲檢測方法

在審

• 申請號: 202110880167.1
• 申請日: 2021-08-02
• 公開（公告）號: CN113643247A
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 劉志亮;任禮源;左明健
• 申請（專利權）人: 青島明思為科技有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T5/00;G06T5/30;G06T7/90
• 代理公司: 四川鼎韜律師事務所 51332
• 代理人: 溫利平

1.一種強抖動下基于形態學濾波的鋼絲繩斷絲檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)、采集漏磁信號；

使用擁有K路霍爾矩陣的檢測裝置掃描待測鋼絲繩表面，得到K路漏磁信號，其中，第n₀路漏磁信號記為X₀(m₀,n₀)，m₀表示第m₀個采樣點，n₀表示第n₀個傳感器；

(2)、對每一路漏磁信號進行去趨勢處理；

(2.1)、利用卡爾曼濾波器對漏磁信號X₀(m₀,n₀)進行濾波處理，得到估計的漏磁信號

(2.2)、將漏磁信號X₀(m₀,n₀)減去濾波后的漏磁信號得到去趨勢后的漏磁信號X₁(m₀,n₀)；

(3)、消除每一路漏磁信號的股波噪聲；

(3.1)、使用M點線性插值的方法對漏磁信號X₁(m₀,n₀)進行線性插值，得到漏磁信號X₂(m₀,n₀)；

X₂(m,n)＝Interpolation(X₁(m₀,n₀),M)

其中，Interpolation(·)表示線性插值，m,n分別表示插值后的采樣點數和傳感器個數；

(3.2)、利用符號分離器將漏磁信號X₂(m,n)分成正漏磁信號X⁺(m,n)和負漏磁信號X^-(m,n)；

(3.3)、消除股波噪聲；

使用“豎直直線”結構元素分別對正漏磁信號X⁺(m,n)和負漏磁信號X^-(m,n)進行閉運算；

在閉運算過程中，先對X^±(m,n)進行膨脹處理：

其中，SE_Line表示“豎直直線”結構元素，(SE_Line)_mn表示在點(m,n)處取結構元素的中心；

接著對進行腐蝕處理：

通過對正/負漏磁信號X^±(m,n)進行閉運算處理，得到了消除股波噪聲的正/負信號

(4)、消除正/負漏磁信號的抖動；

(4.1)、使用“豎直直線”結構元素分別對正/負漏磁信號進行開運算處理；

在開運算過程中，先對進行腐蝕處理：

其中，SE_Line表示“豎直直線”結構元素，(SE_Line)_mn表示在點(m,n)處取結構元素的中心；

接著對進行膨脹處理：

通過對正/負漏磁信號X^±(m,n)進行開運算處理，識別出部分抖動噪聲

(4.2)、對正/負信號進行白帽操作，得到消除部分抖動噪聲的正/負漏磁信號

(4.3)、使用“方塊”結構元素分別對正/負漏磁信號進行開運算處理；

在開運算過程中，先對進行腐蝕處理：

其中，SE_Square表示“方塊”結構元素，(SE_Square)_mn表示在點(m,n)處取結構元素的中心；

接著對進行膨脹處理：

通過對正/負漏磁信號進行閉運算處理，得到了消除抖動的正/負漏磁信號

(5)、待待測鋼絲繩的斷絲可視化處理；

(5.1)、對正/負漏磁信號進行希爾伯特變換，得到漏磁信號

其中，Hilbert(·)表示希爾伯特變換；

(5.2)、調整漏磁信號的圖像尺寸，恢復到原輸入信號的尺寸；

其中，Resize{·}表示圖像尺寸調整；

(5.3)、對漏磁信號進行二值化處理，得到二值圖

其中，Threshold為鋼絲繩斷絲檢測閾值；

在二值化圖像中，如果某一像素點(m₀,n₀)的像素值大于等于Threshold，則認為對應鋼絲斷裂，最后，統計像素值大于等于Threshold的個數，進而獲取到鋼絲繩斷絲數量。