[發明專利]一種基于圖像識別的連鑄坯斷面收縮率確定方法

在審

• 申請號: 202310364929.1
• 申請日: 2023-04-07
• 公開（公告）號: CN116380641A
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 朱苗勇;曹崳傲;羅森;王衛領
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G01N3/06
• 分類號: G01N3/06;G01N21/84;G06T7/00;G06T7/11
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 李運萍

1.一種基于圖像識別的連鑄坯斷面收縮率確定方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：選用白色油基粘土對拉伸試樣斷裂處進行覆蓋處理；

步驟2：將處理好的拉伸試樣放入斷面收縮率測定裝置中的黑白對比板中黑色區域的指定區域；

步驟3：通過高清攝像機對拉伸試樣斷裂面進行拍照，上傳至電腦端；

步驟4：在電腦端打開斷面收縮率測定裝置操作界面，點擊選擇試樣，在文件夾中選擇由高清攝像機采集到的試樣圖，之后輸入該試樣原始的橫截面積，點擊處理試樣，即由計算機端對圖像進行識別并計算即得到拉伸試樣的斷面收縮率。

2.根據權利要求1所述的一種基于圖像識別的連鑄坯斷面收縮率確定方法，其特征在于，步驟2中所述指定區域為，在黑白對比板的白色區域有一1×1黑塊，以黑白分界線為對稱線，黑塊對稱在黑色區域中的位置即為拉伸試樣的放置位置。

3.根據權利要求1所述的一種基于圖像識別的連鑄坯斷面收縮率確定方法，其特征在于，步驟2中所述放置拉伸試樣具體為，拉伸試樣的斷裂橫截面朝上垂直放置。

4.根據權利要求1所述的一種基于圖像識別的連鑄坯斷面收縮率確定方法，其特征在于，步驟2中所述斷面收縮率測定裝置，由高清攝像機，黑白對比板，補光燈，電腦端組成，所述高清攝像機的攝像頭垂直向下正對黑白對比板，所述補光燈為高清攝像機補充拍攝光線，高清攝像機通過數據傳輸線將采集到的圖像信息傳輸至所述電腦端。

5.根據權利要求1所述的一種基于圖像識別的連鑄坯斷面收縮率確定方法，其特征在于，所述步驟3中，使用攝像機操作為：

使用數據線將電腦端與攝像機端進行連接，需要到攝像機對應廠商安裝對應軟件，并準備相應數據線以實現上述操作；

為避免自動對焦不準確，在攝像機界面需設定為固定焦距，確保對焦點在拉伸試樣的斷裂面處，另外需要打開攝像機的閃光燈選項，打開補光燈，需要確保光源垂直于拉伸試樣橫截面。

6.根據權利要求1所述的一種基于圖像識別的連鑄坯斷面收縮率確定方法，其特征在于，所述斷面收縮率測定裝置操作界面包括選擇試樣以及批量選擇試樣，輸入原始試樣橫截面積，處理試樣，斷面收縮率計算結果顯示，高清攝像機采集的圖像和計算機處理后圖像識別結果圖。

7.根據權利要求1所述的一種基于圖像識別的連鑄坯斷面收縮率確定方法，其特征在于，所述步驟4中，在斷面收縮率測定裝置操作界面中查看圖像識別結果圖，觀察形狀是否相符實際形狀，是否有漏識別、多識別現象，若圖像相符，則確定本次實驗結果準確，若圖像不符合，在黑白雙色板中黑色區域的規定區域內適當調整拉伸試樣的位置，直至識別的圖像結果與實際情況相符。

8.根據權利要求1所述的一種基于圖像識別的連鑄坯斷面收縮率確定方法，其特征在于，所述步驟4中，計算機對圖像進行識別計算的具體步驟如下：

步驟4.1：根據設定的閾值對圖像進行處理，調整參數對圖像進行切割得出包含拉伸試樣的黑色區域S1和包含參照方塊的白色區域S2；

步驟4.2：對圖像根據與圖像邊緣的距離進行區域劃分，選擇拉伸試樣所在的黑底區域圖像進行二值圖反轉處理，去除其中的由于試樣斷面不規則導致的區域未被覆蓋部分，之后再次進行二值圖反轉，選擇參照圖像所在區域進行一次二值圖反轉處理；

選擇拉伸試樣所在區域S₁進行二值化處理，通過使用函數morphology.remove_small_objects去除小于某一面積的連通域即去除未被硅基粘土所覆蓋的空洞，對參照方塊所在區域S₂進行反二值化處理；

所述圖像二值化是將圖像上的像素點的灰度值設置為0或255，其中通過閾值來使二值圖像中的每個像素只能取純黑色或者純白色；反二值化閾值處理則是再對像素點進行處理時與二值化處理相反，對與反二值化處理像素點：對于灰度值大于閾值的像素點，將其值設定為0；對于灰度值小于或等于閾值的像素點，將其值設定為255；

步驟4.3：識別圖像中白色拉伸試樣的像素點X₁和經過二值圖反轉后呈白色參考圖像的像素點X₂，利用公式X₁/X₂得到拉伸試樣斷面面積S_斷，以及通過測量得到的拉伸試樣原始橫截面積S₀，再通過斷面收縮率公式Ψ＝[(S₀-S_斷)/S₀]×100％，即可得出拉伸試樣斷面收縮率；

通過在斷面收縮率測定裝置操作界面中選擇試樣、輸入試樣原始界面面積、處理試樣，將得到圖像S₁中白色拉伸試樣的像素點X₁和經過二值圖反轉后呈白色參考圖像的像素點X₂，利用公式X₁/X₂即可得到拉伸試樣斷面面積S_斷，再通過斷面收縮率公式Ψ＝[(S₀-S_斷)/S₀]×100％，得出拉伸試樣斷面面積，同時在軟件內輸出拉伸試樣收縮率的具體數值。