[发明专利]一种识别金刚砂颗粒的视觉处理方法

说明书

本发明公开了一种识别金刚砂颗粒的视觉处理方法，解决了人工检测效率低、基于形态学的检测方法受光源影响精准度低等问题，针对现有通用金刚砂线，采用频域分析的方法寻找金刚砂颗粒突变点，在保证图像精度的前提下，提取目标外围区域，进行统一投影定位，实现了金刚砂线表面金刚砂颗粒的快速精确提取。

技术领域

本发明涉及一种识别金刚砂颗粒的视觉处理方法，特别是一种基于计算机视觉的金刚砂线表面金刚砂颗粒提取的图像处理方法，属于机器视觉应用领域。

背景技术

金刚砂线是由金刚砂颗粒电镀到细钢丝表面所构成的一种常见的切割或打磨工具，主要用于材料与精度要求较高的行业，比如光伏行业中硅原料的切片；金刚砂线表面的金刚砂颗粒数量与密度是评判金刚砂线品质的一种重要指标，工业上也常以此指标对所生产的金刚砂线进行质量评判。

传统的金刚砂颗粒检测方法有显微镜人工观察计算法，以及通过化学或物理方法(颗粒分离法)分离出单位长度内的金刚砂颗粒并进行计数。显微镜观察法需要人工进行取样与观察计算，效率较低；颗粒分离法操作过程繁琐，并且对金刚砂线本身造成了破坏。

近年，基于机器视觉的自动检测法逐渐发展起来。现有的视觉检测方法虽然针对金刚砂颗粒的提取具有一定效果，但是由于在图像处理过程中采用了形态学的基本操作，使图像精度显著受损，不具有较高的准确性。此外，考虑到金刚砂颗粒具有粘连的现象，现有视觉检测法中，主要通过提取目标区域的特征凹点进行计数，但是这种方法易受光线强度影响，并且在凹点不明显的情况下，难以进行金刚砂颗粒的精准提取。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术存在的缺陷，提供一种识别金刚砂颗粒的视觉处理方法，针对现有通用金刚砂线，采用频域分析的方法寻找突变点，在保证图像精度的前提下，提取目标外围区域，进行统一投影定位，实现了金刚砂线表面金刚砂颗粒的快速精确提取。

本发明的一种识别金刚砂颗粒的视觉处理方法，包括以下步骤：

步骤1，设计频域高斯滤波器，利用差分原理，根据采集的图像尺寸创建两个标准差分别为c₁、c₂的频域高斯滤波器，并求差得到差分滤波器图片。

所创建的两个频域高斯滤波器的标准差c₁、c₂的值根据目标区域所在频域图上频段的分析确定。所采集的图像中，目标区域的高度占整幅图像高度的1/n，为提高滤波速度，并保持图像比例，频域高斯滤波器宽度、高度分别设定为整幅图像宽度、高度的1/n，c₁等于图像的宽度，c₂等于n。

n＝W/W₁

W是相机的视野范围，W₁金刚砂的线宽度是，单位都是毫米。

步骤2.对图像进行均值滤波与二值化处理，对采集到的原始图像进行图像的均值滤波与图像最大类间方差二值化，得到金刚砂线所在的目标外围区域图像。

步骤3：对图像进行投影处理，根据步骤2中得到的目标外围区域图像，计算图像投影变换矩阵，并对采集到的原始图像进行投影变换，将目标外围区域变换到图像的固定位置处，得到统一大小和位置的目标外围区域图像；具体包括如下步骤：

步骤301：投影矩阵的计算：

假设投影变换前的图像左上、右上、右下、左下四个顶点的行、列坐标向量分别为：

Px＝(px₁,px₂,px₃,px₄)^T,Py＝(py₁,py₂,py₃,py₄)^T (1)