[发明专利]应用于轮胎X光图像胎冠部位多带束层纹理分离方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种数字图像处理方法，具体应用于将轮胎X光图像中胎冠部位多带束层相互叠加的多纹理图像分离为多个单纹理图像。

【背景技术】

轮胎是机动车辆的主要动作执行构件，轮胎性能的稳定以及是否符合安全设计标准将直接决定使用机动车辆的人员安全。轮胎是一种筒状断面的圆环型可旋转体，其是由多层带有钢丝帘线的橡胶预制材料、复合橡胶预制材料经贴合、成型、硫化定型加工而成。所述结构的轮胎，其构成材料不可避免地存在着钢丝帘线密度不均、帘线钢丝断裂、钢丝帘线缺失等问题。根据X光的透视成像原理，可以得到轮胎内部钢丝帘线状态与分布状况，通过对钢丝帘线的状态与分布状况的分析，获取缺陷信息，从而实现对轮胎的判级。

现有的轮胎X光机试验装置，在试验过程中，轮胎被安装、夹持在四个可转动定位柱上。定位柱旋转的同时，带动轮胎旋转，此时，由位于轮胎内侧的X光发生管发射X光线，穿透轮胎，由位于轮胎外侧的U型接收器接收。

现有的轮胎X光机试验装置，在获取轮胎的X光图像之后，以轮胎的X光图像为依据，进行判级。目前判级主要依赖人通过肉眼的观察，对显示在电脑屏幕上的轮胎X光图像缺陷进行人工识别，通过人为的直观判断，来确认轮胎的等级。在胎冠部位，由于有多个带束层相互叠加，相互交叠的带束层会彼此掩盖各带束层的部分缺陷，因此在轮胎X光图像的胎冠部位，用肉眼直观的观察很难分辨出带束层的某些缺陷，例如带束层缺失、带束层方向错误、带束层钢丝断裂等等，在人的肉眼看来，在胎冠部位的多数缺陷信息是微弱的，这也导致了轮胎缺陷较高的误判率，这也为日后的轮胎使用，车辆行驶增加了危险性。

发明内容

如果能将胎冠部位的带束层，采用数字图像处理的方法进行分离，单独显示出每个带束层的图像，在后续的判级工作中，无论是采用人工判级还是使用软件判级，都是将针对每个被分离出来的带束层纹理图像进行单独缺陷识别工作，避免了各带束层纹理带来的相互干扰，帮助极大降低轮胎的误判率。

【发明内容】

本发明所述的应用于轮胎X光图像胎冠部位多带束层纹理分离的方法，其目的在于解决上述问题而针对轮胎X光图像的胎冠部位相互交叠的多带束层纹理进行分离，将每个胎冠部位的多带束层纹理，采用Gabor滤波器提取每个带束层纹理的频谱信息，并进而还原出单一带束层纹理的图像，进一步可以将每个单一带束层纹理图像进行人工视觉缺陷分析或者进行计算机自动缺陷分析，帮助提高判级的准确性。

为了实现上述发明的目的，所述应用于轮胎X光图像胎冠部位带束层分离的方法，是在对轮胎X光图像的胎冠部分进行人工或计算机判级之前，针对轮胎胎冠部位各带束层纹理相互叠加的X光图像，在进行傅里叶频谱分析后，不同带束层纹理频谱信息是可分离的，采用Gabor滤波的方法，选择合适的Gabor滤波器参数，将归属于某个带束层纹理的频谱信息提取出来，进而还原为此带束层的纹理图像，达到各带束层纹理分离的目的。具体步骤如下：

第一步，获取一幅完整的轮胎X光图像I_X，在I_X内部，同时也是轮胎胎冠部位截取大小2^N*2^N的正方形图像I_O；N的取值要求为：2^N小于I_X的宽度和高度，并使图像I_O大小应该恰好能够覆盖胎冠部位的左边缘和右边缘；同时图像I_O的四边应当分别平行于轮胎X光图像I_X的四边；

第二步，将图像I_O进行快速傅里叶变换，得到频谱信息矩阵I_F，将频谱信息矩阵I_F进行移位操作，进而得到以频率(0，0)为中心点的2维频谱信息矩阵I_FS，I_F、I_FS均与图像I_O同大小；I_F、I_FS与图像I_O符合如下关系：

I_F＝fft2(I_O)

I_FS＝fftshift(I_F)

其中fft2表示进行快速2维傅里叶变换，fft2变换后的结果图像中，频率(0，0)所对应的信息值对应于结果矩阵的左上角首元素位置；