[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

说明书

本发明提供的一种基于磨痕灰度相似性的磨痕角自动检测方法，建立像素及其邻域像素在不同倾斜角方向的灰度差；在此基础上，计算不同倾斜角下的行灰度变化；基于磨痕方向像素的灰度具有相似性，由行灰度变化达到最小值的倾斜角可得到该行的接近角；最后，统计不同接近角的出现频率，出现频率最大的多个接近角计算得到磨痕角。本发明将磨痕的灰度特性转化为像素的邻域灰度差，克服了旋转插值处理中产生的误差和额外的耗时；提高了检测精度。

技术领域

本发明涉及一种四球摩擦试验机测定润滑油润滑性能的扩展应用，具体涉及一种利用磨痕方向像素灰度相似性的磨痕自动检测的方法。

背景技术

润滑性好的润滑油可以保护机械、延长工作寿命，常常通过四球磨损试验机来测量。根据我国石油化工行业标准(GB-T 12583-1998和H-T 0762-2005)，润滑剂抗摩损性能测定方法为：将三个直径为12.7mm的钢球夹紧在一油盒中，并用试油浸没，在三球顶部放置一个直径的钢球，在试油温度达到75℃±2℃后，施加147N或392N作用力，顶球在一定转速下旋转60min，随后取出底部的三个钢球，在测量精度为0.01mm的显微镜下测量三个钢球的磨斑直径，三个钢球共得到六组测量数据，润滑油或润滑脂的抗摩性能通过三个球的六次测量的摩斑直径的算术平均值来评价。磨痕方向的确定可以便于磨斑直径的测量、摆正磨斑图像的拍摄角度，以及便于后续的磨痕强度、密度等后续的分析处理等等。基于此，我们提出了一种基于磨痕灰度相似性的磨痕角自动检测方法。

发明内容

本发明的目的在于提供的一种基于磨痕灰度相似性的磨痕角自动检测方法，解决了现有的磨痕角测定方法中由于试验人员的感知误差，导致的测量精度不准确的缺陷。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明提供的一种基于磨痕灰度相似性的磨痕角自动检测方法，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。

优选地，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近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)|f-W≤k＜i and l＝j-W}

{(k，l)|k＝i-W and j-W≤l≤j+W}。

优选地，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°。