[发明专利]一种既有弧形边又有直线边的材料轮廓缺陷检测方法

权利要求书

1.一种既有弧形边又有直线边的材料轮廓缺陷检测方法，该方法包括：

步骤1：获取带弧形区域磁性材料正面灰度图像，并对得到的灰度图像进行二值化；

步骤2：提取图像的边缘轮廓；

步骤2.1：用一个高斯滤波器平滑输入图像，得到平滑后的图像：

f_s2(x,y)＝G(x,y)*f₂(x,y)；

其中，f₂(x,y)表示输入图像，即步骤1获得的二值图像，f_s2(x,y)表示对输入图像平滑后的图像，G(x,y)表示高斯函数，(x,y)表示磁性材料表面图像中的像素坐标值，σ²表示高斯函数G(x,y)的方差，“*”表示卷积；

步骤2.2：根据平滑后的图像，计算提取梯度幅值图像和梯度角度图像：

其中，M₂(x,y)表示梯度幅值图像，α₂(x,y)表示梯度角度图像，表示平滑后的图像f_s2(x,y)在x方向的偏导数，表示平滑后的图像f_s2(x,y)在y方向的偏导数；

步骤2.3：采用非极大值对梯度幅值图像M₂(x,y)进行抑制：首先，令d₁，d₂，d₃、d₄分别表示四个基本边缘方向：水平方向0°、水平方向-45°、垂直方向90°、垂直方向45°；然后寻找最接近α₂(x,y)的d_k(k＝1，2，3，4)；最后，如果M₂(x,y)的值小于沿d_k方向的两个邻居值之一，则令g_N2(x,y)＝0，否则，令g_N2(x,y)＝M₂(x,y)，这里g_N2(x,y)表示非极大值抑制后的图像，N表示非极大值抑制；

步骤2.4：用双阈值处理来检测非极大值抑制后的图像g_N2(x,y)的边缘：

其中，T_H2表示高阈值，T_L2表示低阈值，g_NH2(x,y)表示图像g_N2(x,y)经过高阈值T_H2分割后的图像，g_NL2(x,y)表示g_N2(x,y)经过低阈值T_L2分割后的图像；

步骤2.5：对步骤2.4获得的图像以g_NH2(x,y)为基础，以g_NL2(x,y)为补充来连接图像的边缘；

(a)对图像g_NH2(x,y)进行扫描，当遇到一个非零灰度的像素p(x,y)时,跟踪以p(x,y)为开始点的轮廓线，直到轮廓线的终点q(x,y)；

(b)考察图像g_NL2(x,y)与图像g_NH2(x,y)中q(x,y)点位置对应的点s(x,y)的8邻近区域；如果在s(x,y)点的8临近区域中有非零像素存在，则将该像素点包括到图像g_NH2(x,y)中，作为轮廓点r(x,y)点；从r(x,y)点开始，返回步骤(a)，直到我们在图像g_NL2(x,y)和图像g_NH2(x,y)中都无法继续为止；

(c)当完成对包含p(x,y)的轮廓线之后，将这条轮廓线标记为已经访问；返回步骤(a)，寻找下一条轮廓线；直到图像g_NH2(x,y)中找不到新轮廓线为止，得到用Canny边缘检测形成最终的输出图像g₂(x,y)；

步骤3：将步骤2提取的边缘轮廓分为直线轮廓和曲线轮廓两部分；

步骤4：直线轮廓部分采用凸包的检测方法，判断是否存在缺陷；

步骤4.1：用直线段将步骤3得到直线轮廓部分两个端点相连得到一个封闭的轮廓；并对轮廓进行孔洞填充，将其作为图像A；

步骤4.2：对图像A其凸包，再对凸包的轮廓进行孔洞填充，将其作为图像B；

步骤4.3：对图像A与图像B求差值；

步骤4.4：对步骤4.3中得到的差值图像进行开运算，得到结果图，根据结果图判断直边是否存在缺陷；

步骤5：曲线轮廓部分通过轮廓上的点到弧形两个顶点所连接的直线的距离以及与两个顶点形成夹角的余弦值，判断是否存在缺陷；

步骤5.1：将步骤3中得到的曲线部分两个端点相连，并计算轮廓上每个点到两个端点相连的直线的距离d；

步骤5.2：计算轮廓上每个点与两个端点所形成夹角的余弦值cosθ；

步骤5.3：对轮廓上的每个点所求得的距离和余弦值与没有缺陷的标准图像上相应位置的点的距离d和余弦值cosθ做比较，若距离d与余弦值cosθ与标准值的差值均大于一定的阈值，则该处存在缺陷。

2.如权利要求1所述的一种既有弧形边又有直线边的材料轮廓缺陷检测方法,其特征在于该方法用于元宝形磁性材料的轮廓缺陷检测。