[发明专利]一种软质材料表面裂纹自动检测装置及方法

权利要求书

1.一种软质材料表面裂纹自动检测方法，其特征在于，步骤如下：

获取被测材料表面裂纹图像；对图像中的裂纹进行提取；统计裂纹数量并测量各裂纹宽度；确定裂纹等级并输出结果；

所述的统计裂纹数量并测量各裂纹宽度，包括框选裂纹计数和测量各裂纹最大宽度，其中，框选裂纹计数：逐行扫描提取的裂纹骨架，存储已扫描区域上下左右四个极限位置，在扫描过程中，如果与扫描点的八邻域仍然处于裂纹骨架，比较修改已扫描区域极限位置的坐标信息，否则，该扫描过程结束，分别绘制两条水平线和两条垂直线，得到裂纹区域的矩形选框，并逐一编号；循环上述过程至穷尽全部裂纹骨架区域，完成全部裂纹框选及计数；测量各裂纹最大宽度：依次对于每条框选裂纹，逐行扫描每个裂纹像素点并画圆，当该圆周上任一点均处于裂纹区域，则记录该圆的圆心及直径值，循环上述过程直至找到最大的直径值及相应的圆心位置，则该圆的直径值乘以换算系数Y即为该条框选裂纹的最大宽度值。

2.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述的获取被测材料表面裂纹图像，包括拍摄裂纹图像和图像预处理，其中，

拍摄裂纹图像：通过上位机调整电子显微镜的放大倍数X至裂纹清晰可测，截取电子显微镜的单帧静态彩色图像，并根据放大倍数及图像分辨率得到长度标尺的换算系数Y，单位为mm/pixel；

图像预处理：在静态彩色图像的基础上，将彩色RGB图像转换成灰度图。

3.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述的对图像中的裂纹进行提取，包括裂纹分离和滤波修复，其中，

裂纹分离：选择合适的灰度阈值T对灰度图像进行二值化处理；

滤波修复：对分离后的裂纹图像进行逐行扫描，进行平滑滤波降噪处理，去除不合理的面域裂纹和非线状裂纹，使裂纹特征清晰直观。

4.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述的确定裂纹等级并输出结果，包括确定裂纹等级和输出结果，其中，

确定裂纹等级：统计总的裂纹数量及裂纹宽度的数值，并分别与GB/T 11206标准规定的进行比较，确定材料表面龟裂密度等级及龟裂宽度等级，综合得到材料表面裂纹等级；

输出结果：由上位机通过显示器显示出材料表面裂纹等级结果，并自动输出检测报告。

5.如权利要求2所述的检测方法，其特征在于，

灰度转换根据公式H=0.299×R+0.587×G+0.144×B进行计算。

6.如权利要求3所述的检测方法，其特征在于，

二值化处理中灰度阈值T的确定，按如下进行：

设原始图像为X，F（x）=0,x＜T；F（x）=255,x≥T；阈值T的最大类间方差法确定图像阈值T，即取σ²(t)最大值的t为阈值T，其中max{σ²(t)}=max{P_A[μ_A(t)- μ(t)]²+ P_B[μ_B(t)- μ(t)]²}。

7.如权利要求3所述的检测方法，其特征在于，

所述的平滑滤波降噪处理采用中值滤波法。

8.一种软质材料表面裂纹自动检测装置，使用如权利要求1所述的自动检测方法进行实现，其特征在于，包括电子显微镜（1）和上位机（2），所述电子显微镜（1）通过接口与上位机（2）相连；所述上位机（2）包括裂纹自动检测程序和显示器，其特征在于，所述上位机（2）接收电子显微镜（1）的信号后经过裂纹自动检测程序计算分析后，将被测材料表面的裂纹程度通过显示屏输出。

9.如权利要求8所述的自动检测装置，其特征在于，所述的电子显微镜（1）为DinoLite手持式USB电子显微镜。