[發(fā)明專利]基于形態(tài)學分析的輪胎X射線圖像缺陷提取模型構建方法

在審

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• 申請日: 2021-08-27
• 公開（公告）號: CN113538418A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發(fā)明（設計）人: 劉毅;鄭明凱;許永超;陳晉音
• 申請（專利權）人: 浙江工業(yè)大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/11;G06T5/00;G06K9/62
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 周紅芳;朱盈盈

基于形態(tài)學分析的輪胎X射線圖像缺陷提取模型構建方法，屬于輪胎圖像的無損檢測技術領域。它包括以下步驟：1、獲取輪胎X射線缺陷圖像數據集；2、輪胎X射圖像分割預處理；3、提取胎肩和胎側特征；4、輪胎X射線增強預處理；5、計算最大邊緣信息確定缺陷位置；6、輪胎缺陷提取模型表現(xiàn)評估。本發(fā)明提出了一種基于形態(tài)學分析的輪胎X射線圖像缺陷提取方法，提高了缺陷識別和定位的準確度；該方法利用圖像分割和圖像增強，增強了輪胎各部分的邊界并進行了準確劃分，對胎肩和胎側區(qū)域進行缺陷識別和提取；基于數學形態(tài)學方法很好地消除了規(guī)則底紋以及小噪聲，修復了規(guī)則底紋的某些斷口，提高了缺陷的提取效果。

技術領域

本發(fā)明屬于輪胎圖像的無損檢測技術領域，具體涉及基于形態(tài)學分析的輪胎X射線圖像缺陷提取模型構建方法。

背景技術

輪胎行業(yè)隨著汽車的普及得到了極大的發(fā)展，但是因輪胎缺陷而導致的交通事故占到了40％以上。輪胎生產過程中產生的缺陷根據成因不同可以分為內部雜質、氣泡、開線等，由于技術的限制，缺陷往往是不可避免的。

X射線檢測結果直觀可靠，成像便于長期保存，作為圖像檢測的數據來源，被廣泛的用于輪胎無損檢測中。但是，輪胎X射線圖片具有底紋復雜、噪聲多的特點，現(xiàn)有方法一般同時只能針對一種缺陷且提取速率偏慢。

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有技術中存在的上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于形態(tài)學分析的輪胎X射線圖像缺陷提取方法，以實現(xiàn)快速、可同時識別大部分紋理類及灰度類缺陷的自動化檢測的目的。

本發(fā)明提供如下技術方案：基于形態(tài)學分析的輪胎X射線圖像缺陷提取模型構建方法，包括以下步驟：

(1)獲取輪胎X射線缺陷圖像數據集：運行X射線成像系統(tǒng)，X射線穿透輪胎后在成像系統(tǒng)上成像，所述成像數字化后導入到計算機中保存；

(2)輪胎X射圖像分割預處理：對步驟(1)中獲取的輪胎缺陷圖像的像素大小進行調整，對調整后的圖像進行分割,并對分割后的圖像做標準化和二值化處理，減少拍攝時外界因素對圖像質量的影響，利用數學形態(tài)學中的開操作，先腐蝕后膨脹，進一步減少噪聲以平滑邊緣；

(3)提取胎肩和胎側特征：對步驟(2)中預處理后圖像的像素進行分類標記，準確提取胎肩和胎側部分作為增強對象；

(4)輪胎X射線增強預處理：對步驟(2)中預處理后的圖像僅保留胎肩和胎側信息進行標準化和二值化，同時利用閉操作和腐蝕操作消除背景加強缺陷；

(5)計算最大邊緣信息確定缺陷位置：設置閾值N，提取所有黑點，逐一取點，判斷所取黑點是否在已有缺陷組內，若所取黑點在已有缺陷組內，則判斷下一個黑點，若所取黑點部在已有缺陷組內，則計算該黑點與離該黑點的最近黑點之間的距離，判斷兩黑點之間的距離是否小于閾值N，若兩黑點之間的距離大于閾值X，則放棄該黑點，若兩黑點之間的距離小于閾值X，則判斷最近黑點是否在已有缺陷組內，若最近黑點在已有缺陷組內，則將黑點并入該缺陷組，若最近黑點不在已有缺陷組內，則將兩個黑點新建缺陷組，計算每組缺陷組的缺陷面積，并進行排序，取最大面積的邊緣信息為缺陷位置；

(6)輪胎缺陷提取模型表現(xiàn)評估：利用交并比IoU作為定位結果好壞的判斷指標。

所述的基于形態(tài)學分析的輪胎X射線圖像缺陷提取模型構建方法，其特征在于所述步驟(2)的具體過程如下：

步驟2.1：將輪胎缺陷圖像調整大小為a×b像素，其中，a表示以像素為單位下的圖像尺寸的長度值，b表示以像素為單位下的圖像尺寸的寬度值，然后將輪胎缺陷圖像分割為a×像素大小，分n次進行檢測，并對分割后的圖像做標準化處理；

步驟2.2：對步驟2.1中標準化處理后的圖像做二值化處理，以所有像素點像素值均值為閾值，使圖像中像素點像素值大于閾值的部分轉變?yōu)楹谏瑘D像中像素點像素值小于閾值的部分變?yōu)榘咨?/p>