[发明专利]材料牌号鉴别方法及装置

权利要求书

1.一种材料牌号鉴别方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤110，根据火花数据库中的采集参数对测试样品进行火花采集，得到第一火花图像，所述火花数据库包括多个第二火花图像的第二投影系数和特征空间；

步骤120，对第一火花图像进行矢量化，保存到第一矩阵中；

步骤130，将第一矩阵投影到特征空间上，计算第一火花图像的第一投影系数；

步骤140，计算第一投影系数与第二投影系数的距离，将最小的距离对应的第二火花图像作为测试样品的匹配图像；

步骤150，输出匹配图像对应的材料牌号。

2.根据权利要求1所述的材料牌号鉴别方法，其特征在于，在步骤110之前，还包括：

步骤105，火花数据库的建立，包括以下步骤：

①读取已存储标准样块的第二火花图像，得到预设格式的第二火花图像，对其进行矢量化，并保存在第二矩阵中；

②计算第二矩阵中每列数据的算数平均值，算数平均值组成第三矩阵，将第二矩阵减去第三矩阵，得到第四矩阵；

③计算第四矩阵的协方差矩阵，求出协方差矩阵的特征值和特征向量，特征向量按特征值从大到小的顺序排序，选择预设数量的特征向量作为变换矩阵，通过变换矩阵和第四矩阵计算出火花数据库的特征空间；

④将第二矩阵投影到火花数据库的特征空间上，计算出第二投影系数。

3.根据权利要求2所述的材料牌号鉴别方法，其特征在于，步骤120具体地包括以下步骤：

步骤1201，对第一火花图像/第二火花图像进行预处理，得到预设格式的第一火花图像/第二火花图像，预处理包括灰度变化、二值化、直方图均衡、图像滤波、图像锐化和归一化处理，通过预处理将第一火花图像/第二火花图像处理成预设格式，预设格式是指图像的宽度像素和高度像素均相等；

步骤1202，将预设格式的第一火花图像/第二火花图像进行矢量化，保存到第一矩阵/第二矩阵中。

4.根据权利要求1所述的材料牌号鉴别方法，其特征在于，采集参数包括采集设备的材质、直径、功率、磨削压力和磨削位置，采用20～60N的磨削压力将测试样品放置在砂轮机的上方进行火花采集，其中砂轮机的材质、直径和功率均与采集第二火花图像的砂轮机的材质、直径和功率一致。

5.根据权利要求1所述的材料牌号鉴别方法，其特征在于，将预设格式的第一火花图像矢量化成一维向量。

6.一种材料牌号鉴别装置，其特征在于，包括：采集单元、矢量化单元、投影单元、匹配单元和输出单元，其中，

采集单元，用于根据火花数据库中的采集参数对测试样品进行火花采集，得到第一火花图像，所述火花数据库包括多个第二火花图像的第二投影系数和特征空间；

矢量化单元，用于对第一火花图像进行矢量化，保存到第一矩阵中；

投影单元，用于将第一矩阵投影到特征空间上，计算第一火花图像的第一投影系数；

匹配单元，用于计算第一投影系数与第二投影系数的距离，并将最小的距离对应的第二火花图像作为测试样品的匹配图像；

输出单元，用于输出匹配图像对应的材料牌号。

7.根据权利要求6所述的材料牌号鉴别装置，其特征在于，火花数据库的建立，包括以下步骤：

①读取已存储标准样块的第二火花图像，得到预设格式的第二火花图像，对其进行矢量化，并保存在第二矩阵中；

②计算第二矩阵中每列数据的算数平均值，算数平均值组成第三矩阵，将第二矩阵减去第三矩阵，得到第四矩阵；

③计算第四矩阵的协方差矩阵以及其特征值和特征向量，特征向量按特征值从大到小排序，选择预设数量的特征向量作为变换矩阵，通过变换矩阵和第四矩阵计算出火花数据库的特征空间；

④将第二火花图像投影到火花数据库的特征空间上，计算出第二投影系数。

8.根据权利要求7所述的材料牌号鉴别装置，其特征在于，还包括预处理单元，用于对第一火花图像/第二火花图像进行预处理，得到预设格式的第一火花图像/第二火花图像，预处理模块用于进行灰度变化、二值化、直方图均衡、图像滤波、图像锐化和归一化处理，通过预处理模块将第一火花图像/第二火花图像处理成预设格式，预设格式是指图像的宽度像素和高度像素均相等。