[发明专利]一种基于邻域灰度相似性的钢球磨痕检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种四球机中钢球磨痕的检测方法，尤其涉及一种基于邻域灰度相似性的钢球磨痕检测方法。

背景技术

利用四球法在四球机上进行极压试验和摩擦试验能够准确判定润滑剂的极压性能和抗磨损性能。该方法通常是将试验下方的三个标准钢球固定作为承重部件，并将润滑剂填充在承重球固定杯内、上方的标准钢球通过传动装置施加负荷，在设定的温度、转速和负荷下进行运转，通过钢球的运转状态来确定润滑剂的润滑性、极压性和抗磨损性等性能。润滑剂性能的衡量参数有：最大无卡咬负荷PB、烧结负荷PD和磨痕直径d，当测定最大无卡咬负荷PB和烧结负荷PD时，需要准确测定磨痕直径d。此外，磨痕直径的大小也决定了润滑性能的好坏，磨痕直径越小，说明润滑剂的抗磨损能力、润滑性越好。可见，快速、准确的测量磨痕直径对于衡量润滑剂的极压和抗磨性能极其重要。但是，目前测量磨痕的方法通常存在测量误差大、费时费力等问题。

发明内容

针对四球机上开展的极压和摩擦等试验均要测定磨痕直径，本发明的目的在于，提出了一种基于邻域灰度相似性的钢球磨痕检测方法，该方法通过邻域灰度相似性检测可能的磨痕区域，并运用数学形态学方法对磨痕区域填空洞、去除零星和平滑等处理，本发明的方法可快速检出钢球的磨痕区，进而可以直接计算出磨痕直径。

为了达到上述目的，本发明采用如下的技术解决方案：

一种基于邻域灰度相似性的钢球磨痕检测方法，具体包括如下步骤：

步骤1：采集钢球的磨痕图像并读入计算机；

步骤2：若采集的磨痕图像为彩色磨痕图，转入步骤3；若采集的磨痕图像采集的是灰度磨痕图，则转入步骤4；

步骤3：将彩色图像F灰度化；

步骤4：计算灰度磨痕图f的邻域灰度均值图M。

步骤5：计算像素的邻域灰度偏差值，得到邻域灰度偏差图S；

步骤6：邻域灰度偏差图S的二值化，得到邻域灰度相似图L。

步骤7：对邻域灰度相似图L进行去零星操作，得到灰度相似磨痕图D；

步骤8：对灰度相似磨痕图D填补空洞操作，得到磨斑初图V；

步骤9：形态学开运算。

进一步的，所述步骤3的将彩色图像F灰度化是采用式1进行：

f(p)＝0.3·R(p)+0.59·G(p)+0.11·B(p)  (式1)

其中，f为灰度磨痕图，f(p)为像素p的灰度值；(R(p),G(p),B(p))分别为像素p的红色R(Red,R)分量值、绿色G(Green,G)分量值和蓝色B(Blue,B)分量值。

进一步的，所述步骤4的计算灰度磨痕图f的邻域灰度均值图M的具体操作如下：

灰度图像f中任一像素p的邻域灰度均值M(p)的计算如下：

M(p)=1nΣq∈W(p)f(q)]]>  （式2）

其中，M(p)为像素p的邻域灰度均值；W(p)表示以像素p为中心的邻域，W(p)取7×7～21×21的正方形邻域；q为邻域W(p)内的任一像素；n为邻域W(p)内的像素数目。

进一步的，所述步骤5的计算像素的邻域灰度偏差值的操作：

像素p的邻域灰度偏差值S(p)利用式3计算：