[发明专利]一种基于奇异值分解的轮胎缺陷检测方法有效

专利信息
申请号: 201710357955.6 申请日: 2017-05-19
公开(公告)号: CN107194920B 公开(公告)日: 2019-07-19
发明(设计)人: 郭强;刘慧;张彩明 申请(专利权)人: 山东财经大学
主分类号: G06T7/00 分类号: G06T7/00;G06T7/10;G06T7/136
代理公司: 济南舜昊专利代理事务所(特殊普通合伙) 37249 代理人: 李舜江
地址: 250000 山东*** 国省代码: 山东;37
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 奇异 分解 轮胎 缺陷 检测 方法
【说明书】:

发明提供一种基于奇异值分解的轮胎缺陷检测方法,将含有n个像素的待检图像I划分成n个大小为m×m的图像块;将每一个图像块Pi转换成一个列向量ci;利用所有图像块所对应的列向量,构造一个图像块矩阵M;通过依次计算相邻两个奇异值的比值,确定图像块矩阵M的秩r;利用图像块矩阵M的前r个最大奇异值及其所对应的左奇异向量和右奇异向量,重构出图像块矩阵M的一个低秩近似矩阵Mr;将低秩近似矩阵Mr中的各列向量转换成图像块;由所有图像块Pir重构出待检图像I的近似图像Ir;对残差图像I‑Ir进行硬阈值分割,得到一幅二值图像Ib,该图像中灰度值为1的像素所对应的坐标即为缺陷位置。检测方法能够定位缺陷发生的具体位置,避免由于人工操作所引起的漏检和误检,提高缺陷检测的准确性。

技术领域

本发明涉及计算机视觉技术领域,尤其涉及一种基于奇异值分解的轮胎缺陷检测方法。

背景技术

轮胎是汽车的重要组成部分,它的质量直接影响着车辆行驶时的安全性。通常,一条完整的轮胎由胎冠区、胎肩区、胎侧区和加强区四种区域构成。受原材料、加工设备以及生产工艺等因素的影响,少量轮胎可能在某种部件区域内出现不同类型的缺陷。轮胎的缺陷主要集中在胎侧、胎冠和胎肩三个部位。常见的缺陷包括杂质、搭接和气泡三种。杂质和搭接这两类缺陷都会破坏轮胎内部的帘线结构,从而造成轮胎受力不均引起爆胎;而气泡则破坏了橡胶的粘合力,汽车在高速运转时,轮胎与地面的摩擦会使得轮胎温度升高,从而会引起气泡膨胀,最终也会导致爆胎。缺陷的存在降低了轮胎的可靠性和耐磨性能,从而影响车辆的安全性。

为保证轮胎的质量,轮胎生产商通常借助于专用的X光成像设备由工人对轮胎内部进行查看,以检查轮胎内部是否存在缺陷。然而,在实际检查过程中,工人的视觉疲劳会造成轮胎缺陷的漏检和误检,从而给车辆的安全性埋下了隐患。

发明内容

为了克服上述现有技术中的不足,本发明提供一种基于奇异值分解的轮胎缺陷检测方法,轮胎缺陷检测方法包括:

步骤1:将含有n个像素的待检图像I划分成n个大小为m×m的图像块,记为Pi,(i=1,...,n);

步骤2:将每一个图像块Pi转换成一个列向量ci

步骤3:利用所有图像块所对应的列向量,构造一个图像块矩阵M;

步骤4:对图像块矩阵M进行奇异值分解,得到m2个奇异值σi,(i=1,...,m2)和相应的左奇异矩阵U及右奇异矩阵V;

步骤5:通过依次计算相邻两个奇异值的比值,确定图像块矩阵M的秩r;

步骤6:利用图像块矩阵M的前r个最大奇异值及其所对应的左奇异向量和右奇异向量,重构出图像块矩阵M的一个低秩近似矩阵Mr

步骤7:将低秩近似矩阵Mr中的各列向量转换成图像块Pir,(i=1,...,n);

步骤8:由所有图像块Pir重构出待检图像I的近似图像Ir

步骤9:对残差图像I-Ir进行硬阈值分割,得到一幅二值图像Ib,该图像中灰度值为1的像素所对应的坐标即为缺陷位置。

优选地,所述的步骤1将待检图像I划分成图像块的方法如下:将待检图像I中各像素及其周围m×m邻域内的像素定义为一个图像块。

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