[发明专利]一种基于先验点阵的铁谱图像分割方法、装置及系统

说明书

本发明属于磨粒图像的分割领域，具体为一种基于先验点阵的铁谱图像分割方法、装置及系统；方法包括对铁谱图像进行RGB色彩通道分离；选择伽马变换系数，对铁谱图像进行伽马变换；创建RGB先验图像，在先验图像上增加点阵；将先验点阵图像转换为二值化点阵图像；将伽马变换后的图像与先验点阵图像进行叠加；将叠加图像由RGB转换到Lab，提取出a、b色彩通道分量，并进行Kmeans聚类，获得粗分割的二值化图像；将其与二值化点阵图像相减，去除点阵，得到铁谱粗分割图像；将铁谱粗分割图像进行形态学操作，并与铁谱粗分割图像叠加，完成磨粒图像的最终分割。本发明实现了铁谱图像的自动分割，分割精度高，满足磨粒分割要求。

技术领域

本发明属于磨粒图像的分割领域，特别涉及对于光照不均匀的磨粒图像分割问题，具体为一种基于先验点阵的铁谱图像分割方法、装置及系统。

背景技术

在油液磨粒识别的故障诊断中，磨粒图像通过显微成像方式获得，而成像系统的光源一般为点光源，造成图像中心区域的亮度大于边缘区域亮度。对于光照亮度较低的区域，采集的磨粒图像中磨粒与背景的差异很小，通常出现磨粒与背景融为一体，无法将磨粒识别出来的情况。

目前，中国专利CN103886579B中提出了一种面向在线铁谱图像自动识别的磨粒链自适应分割方法，该方法通过将铁谱传感器提供的透射光和反射光图像进行预处理，将处理后的反射光图像进行多尺度二值形态学分割，针对每条磨粒链采用腐蚀-膨胀算法实现对大小磨粒的分割，获得二值分割线，将二值分割线叠加到原始图像，即可确定出分割后的磨粒图像；但是该方法中的反射图像和投射光图像中背景差异很小，将磨粒从背景区域中识别出来存在很大的困难，因此需要解决铁谱图像在光照不均匀的情况下的磨粒分割问题。

发明内容

本发明针对光照不均匀的磨粒图像，研究磨粒快速分割算法，提出了一种基于先验点阵的铁谱图像分割方法，所述方法包括以下步骤：

S1、获取原始铁谱图像，将铁谱图像的RGB色彩通道进行分离，并获取背景通道的灰度均值；

S2、根据背景通道的均值进行伽马变换，对磨粒图像调整对比度；

S3、创建一个与原始铁谱图像尺寸相同的RGB先验图像，在先验图像上增加点阵，形成先验点阵图像；并将先验点阵图像转换为二值化点阵图像；

S4、将伽马变换后的原始铁谱图像与所述先验点阵图像进行叠加；

S5、将叠加图像由RGB颜色空间转换到Lab颜色空间，将叠加图像的Lab色彩通道进行分离，提取出a、b色彩通道分量；

S6、对a、b色彩通道分量进行聚类，获得粗分割的二值化图像；

S7、将粗分割的二值化图像与二值化点阵图像相减，去除点阵，得到磨粒粗分割图像；

S8、将磨粒粗分割图像进行形态学操作，将得到的图像与磨粒粗分割图像叠加，完成磨粒图像的最终分割。

进一步的，所述步骤S2包括将分割的磨粒图像求其背景通道均值，将其均值与10作对比，大于10进行伽马变换增强对比度；小于10，则降低对比度。

进一步的，所述步骤S3中先验点阵图像包括创建一个RGB颜色空间的空图像，其与铁谱图像尺寸相同；在这个空图像上添加点阵，每个点的形状相同，大小相同，且均匀分布，在空图像上每隔一定距离创建一个点，得到先验点阵图像。

可选的，每隔的一定距离可以为每10行每10列、也可以为每20行每20列、也可以为每30行每30列，一般来说采用均匀分布的方式；当然极少数情况下，也可以为每10行每15列等等。

优选的，选择每个点的形状为正方形。

优选的，选择每个点的大小为1.0px×1.0px。

优选的，在空图像上每隔的距离为每10行每10列。