[发明专利]一种基于亚像素的高精度矩形磁材尺寸检测方法

说明书

该发明公开了一种基于亚像素的高精度矩形材料尺寸检测方法，属于数字图像处理领域，涉及一种矩形材料的数字图像中尺寸检测方法，特别是针对一种基于亚像素的高精度矩形磁材尺寸检测方法。采用对获取的矩形材料的图像进行处理，首先获取矩形材料的连通域，对矩形连通域的各边拟合一个旋转矩形，在旋转矩形的区域内计算边界像素，根据边界像素计算出矩形材料各边的边界，最后根据边界计算出矩形材料的长和宽；因而本发明具有计算精度高的特点。

技术领域

本发明属于数字图像处理领域，涉及一种矩形材料的数字图像中尺寸检测方法，特别是针对一种基于亚像素的高精度矩形磁材尺寸检测方法。

技术背景

现代磁性材料广泛应用于仪表、电工、软开关、自动控制以及航天仪器的设计制造中。随着工业的发展对磁性材料的尺寸要求越来越高，准确的测量磁性材料的尺寸对精密电子制造，精密机械制造起着重要的作用。目前国内厂商对磁性材料的尺寸检测都只是像素级别的。像素级别的尺寸检测已经无法满足高精度工业制造领域的需求，限制了高精度工业的发展。

由于磁性材料的尺寸比较小，采用像素级别检测会造成误差大，不够精确等方面的影响，从而导致达不到高精度工业生产的要求。

发明内容

针对像素级别的磁性材料的检测误差大，精度低等缺点，本发明提供了一种亚像素级别的磁性材料尺寸检测方法，大大的提高了矩形磁材尺寸的检测精度。

本方案的技术方案为：一种基于亚像素的高精度矩形材料尺寸检测方法，该方法包括：

步骤1：获取矩形材料的清晰图像，如图1；

步骤2：对步骤1中的图像进行图像预处理，得到矩形材料所在的ROI区域、矩形区域位置信息、矩形材料的摆放角度；

步骤3：对步骤2中得到的图像进行中值滤波，去除图像中的噪声；

步骤4：利用步骤2得到的位置信息和摆放角度，矩形材料的每条边定义一个旋转矩形，这些旋转矩形宽度为[20,40]，长度为磁材对应边的[70％，90％]，旋转矩形中心为对应矩形材料边的中点，旋转矩形方向与对应矩形材料边的方向一致；如图2所示

步骤5：求出步骤4中得到的4个旋转矩形的一个外接矩形区域，并截取外接矩形区域的图像，利用亚像素检测方法，求出外接矩形区域中的分界点；以上边的矩形为例，截取示例图如图3所示；亚像素检测结果如图4所示图5为局部放大后的图

步骤6：对在步骤5中得到的分界点进行最小二乘法直线拟合，得到四条边的拟合直线；

步骤7：求出四条拟合直线的四个交点。示意图如图6所示。

步骤8：根据步骤7得到的4个交点，构建矩形，该矩形相对边的平均值认定为矩形材料的长和宽。

进一步的，所述矩形材料为磁性的矩形材料。

进一步的，所述步骤2中，具体方法为：

步骤2-1：以固定阈值Q对步骤1中的图像进行反向二值化，其中25≤Q≤35，得到二值图，如图7所示；

步骤2-2：对步骤2-1中得到的图像进行连通域标记，计算每个连通域的面积，只保留面积最大的连通域，将其他连通区域的像素值全部置为零，计算最大连通域的位置信息，根据此位置信息，从步骤1所得图像中截取包括完整最大连通域图像的一张小图，得到ROI区域；如图8所示；

步骤2-3：对步骤2-2所得小图中最大连通域求其最小外接矩形，并由此求出矩形材料的位置信息和摆放角度。

进一步的，所述步骤3中，所用的滤波模板大小为3*3。

进一步的，所述步骤5中，对4个旋转矩形区域进行亚像素检测，4个区域的检测方法相同，其具体步骤为：