[发明专利]一种基于磨痕灰度相似性的磨痕角自动检测方法

权利要求书

1.一种基于磨痕灰度相似性的磨痕角自动检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，对采集得到的彩色磨斑图像进行灰度化处理，得到灰度磨斑图像；

步骤2，在步骤1中得到的灰度磨斑图像上任意选取一像素，并在该像素的上方构建邻域；

步骤3，根据步骤2中得到的邻域计算倾斜角方向的灰度差；

步骤4，根据步骤3中得到的倾斜角方向的灰度差计算行灰度变化；

步骤5，根据步骤4中得到的行灰度变化计算行接近角；

步骤6，根据步骤5中得到的行接近角计算行接近角的出现频率；

步骤7，在步骤6中计算得到的行接近角的出现频率选取高频出现的多个接近角；

步骤8，根据步骤7中得到的高频出现的多个接近角计算磨痕角。

2.根据权利要求1所述的一种基于磨痕灰度相似性的磨痕角自动检测方法，其特征在于，步骤2中，构建的邻域的大小为W×2W；构建得到的邻域的像素集为所述邻域边界上的多个像素点，且每个像素点满足下式中的任一式：

{(k，l)|i-W≤k≤i and l＝j+W}

{(k，l)|i-W≤k＜i and l＝j-W}

{(k，l)|k＝i-W and j-W≤l≤j+W}

其中，W为邻域的尺寸。

3.根据权利要求1所述的一种基于磨痕灰度相似性的磨痕角自动检测方法，其特征在于，步骤3中，根据步骤2中得到的邻域计算倾斜角方向的灰度差，具体方法是：

将步骤2中任意选取的像素(i，j)和所构建的邻域中的某一像素(k，l)之间的直线与行轴正向之间所成的角定义为像素(i，j)与其邻域像素的倾斜角α；

通过下式计算像素(i，j)与其邻域上倾斜角α方向的像素(k，l)之间的灰度差：

其中，[]为四舍五入的取整运算；α的取值范围为0°≤α＜180°；M为磨斑图像F的像素尺寸。

4.根据权利要求3所述的一种基于磨痕灰度相似性的磨痕角自动检测方法，其特征在于，通过下式计算倾斜角α：

5.根据权利要求1所述的一种基于磨痕灰度相似性的磨痕角自动检测方法，其特征在于，步骤4中，根据步骤3中得到的倾斜角方向的灰度差计算行灰度变化，具体方法是，通过下式计算倾斜角为α的第i行灰度变化：

其中，W为邻域的尺寸；M为磨斑图像F的像素尺寸；h(i，j，α)为倾斜角方向的灰度差。

6.根据权利要求1所述的一种基于磨痕灰度相似性的磨痕角自动检测方法，其特征在于，步骤5中，根据步骤4中得到的行灰度变化计算行接近角，具体方法是：

其中，β(i)为第i行的接近角；H(i，α)表示倾斜角为α的第i行灰度变化。

7.根据权利要求1所述的一种基于磨痕灰度相似性的磨痕角自动检测方法，其特征在于，步骤6中，根据步骤5中得到的行接近角计算行接近角的出现频率，具体方法是：

其中，n(β(i))表示行接近角为β(i)的总行数，小于等于观测行的总行数[0.9M]-[0.1M]+1；M为磨斑图像F的像素尺寸；β(i)为第i行的接近角；P(β(i))为行接近角的出现频率。

8.根据权利要求1所述的一种基于磨痕灰度相似性的磨痕角自动检测方法，其特征在于，步骤7中，在步骤6中计算得到的行接近角中选取高频出现的多个行接近角，该多个行接近角的选取为：将步骤6中得到的行接近角的出现频率按照从大到小的顺序进行依次相加，t取最小值并满足下式，则该t个行接近角为高频出现的多个行接近角：

其中，T为频率选择阈值，0＜T≤1；β_t为第t个行接近角；P(β_t)为第t个行接近角的出现频率。

9.根据权利要求1所述的一种基于磨痕灰度相似性的磨痕角自动检测方法，其特征在于，步骤8中，根据步骤7中得到的高频出现的多个行接近角计算磨痕角，具体方法是：

其中，θ为磨痕角；P(β_t)为第t个行接近角的出现频率；β_t为第t个行接近角。