[发明专利]一种用于润滑剂抗磨性的形貌对比分析方法

权利要求书

1.一种用于润滑剂抗磨性的形貌对比分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，用扫描电镜采集三个待测钢球和白色标尺，得到磨斑图像F；通过加权平均法对磨斑图像F进行灰度化处理，得到灰度磨斑图f；

第二步，计算磨斑图像中的单位像素的实际长度h；

第三步，将灰度磨斑图f围绕图像中心点O顺时针旋转θ度，得到旋转磨斑图f_θ；

第四步，以旋转磨斑图f_θ的中心点O为中心选取一定的区域，作为基准区域A_θ；在中心水平方向上，以基准区域A_θ为中心，分别向两侧对称选取与基准区域A_θ大小和形状均相同的s个区域块作为对比区域D_θ；共得到2s个对比区域D_θ；

第五步，根据同一方向角θ的对比区域D_θ和基准区域A_θ的磨痕差异度C_θ计算磨痕轴方向角

第六步，将第一步中所得的灰度磨斑图f逆时针旋转度，得到磨斑摆正图

第七步，在上述磨斑摆正图中提取磨痕区域的种子像素，得到磨痕种子图Sa；

第八步，计算磨痕种子图Sa中所有磨痕种子点像素的灰度均值，并以该灰度均值为自适应阈值对磨斑摆正图进行分割，得到磨斑区域初图H；

第九步，对磨痕种子图Sa进行形态学膨胀运算，得到磨痕种子膨胀图M_g；

第十步，对磨斑区域初图H和磨痕种子膨胀图M_g进行差分运算，得到磨斑异常图M_l；

第十一步，对磨斑区域初图H和磨斑异常图M_l进行差分处理，得到磨斑差分图M_p；

第十二步，对磨斑差分图M_p进行形态学闭运算，得到磨斑区域图M_r；

第十三步，根据磨斑区域图M_r的磨斑区域面积，计算磨斑区域图M_r的等效半径r_d、方向半径r_r和形心O^r的坐标(x_c,y_c)，并根据单位像素长度h换算出等效半径r_d的真实距离；

第十四步，根据磨斑区域图M_r的方向半径r_r和等效半径r_d，计算方向半径的极差J_r，再根据单位像素长度h换算出方向半径极差J_r的真实距离；

第十五步，根据磨斑区域图M_r的长轴l_a、短轴l_b和轴心O^z，计算出磨斑区域图M_r的轴差l_c和离心度l_d，再根据单位像素长度h换算出轴差l_c和离心度l_d的真实距离；

第十六步，根据三个钢球的磨斑图像的等效半径r_d、极差J_r、轴差l_c和离心度l_d，采用加权均值法计算润滑剂抗磨性指数Q。

2.根据权利要求1所述的一种用于润滑剂抗磨性的形貌对比分析方法，其特征在于：第四步中，基准区域A_θ为边长2ω+1像素的正方形，其面积的大小为其中，ω为3～20；在选取对比区域D_θ时，两个相邻的区域块的位置部分重叠或不重叠。

3.根据权利要求1所述的一种用于润滑剂抗磨性的形貌对比分析方法，其特征在于：第五步中，磨痕轴向角的计算过程如式(1)所示：

其中，i,j为整数，分别是对比区域和基准区域像素坐标的行号和列号，[]表示四舍五入取整运算；α和β分别为第k个对比区域的行向和列向的微移量，取α＝-1,0,1和β＝-1,0,1；A_θ(i,j)为方向角θ的基准区域A_θ中的像素点(i,j)的灰度值；为方向角θ的第k个对比区域中的像素点(i+α,j+β+k(2ω+1))的灰度值；ω为3～20。