[发明专利]一种基于外形特征的异常磨斑图像的检测方法

说明书

本发明提供的一种基于外形特征的异常磨斑图像的检测方法，在磨痕区域分割和方向角检测的基础上，用行向和列向长度表征磨痕区域的行向和列向外形特征；在区间滤波的基础上，分别计算行长和列长的梯度变化值；采用自适应阈值对梯度变化值进行二值化，并基于梯度的单调性判定磨斑图像是否是异常；本发明基于外形特征对磨斑图像的异常状态，更具有普适性，避免主观判定的误差，精度也更高，为试验数据的可用性提供理论依据。

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，具体涉及一种基于外形特征的异常磨斑图像的检测方法。

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。理想状态下，四球摩擦试验的磨斑图像呈现椭圆形，但当操作过程中实验人员的经验不足或操作不规范时，磨斑图像呈现异常形状，不能用于测定润滑油的摩擦系数。目前主要由试验员依据经验判定试验数据的有效性，不可避免的产生主观判定的误差。基于此，我们提出了一种基于外形特征的异常磨斑图像的自动检测方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于外形特征的异常磨斑图像的检测方法，解决现有的磨斑图像的异常检测存在误差的缺陷。

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外形特征的异常磨斑图像的检测方法，包括如下步骤：

步骤1，对采集到的磨斑图像进行预处理，得到磨痕区域图；

步骤2，在磨痕区域图中提取磨痕区域；

步骤3，计算磨痕区域的行长径和列长径；

步骤4，根据步骤3中得到的磨痕水平图的行长径和列长径判断磨斑图像是否异常，若磨斑图像为异常时，算法结束；否则转入步骤5；

步骤5，对磨斑区域的行长度和列长度进行区间滤波，得到区间行长和区间列长；

步骤6，根据步骤5中得到的区间行长和区间列长计算梯度变化值；

步骤7，确定自适应分割阈值；

步骤8，根据步骤7中得到的自适应分割阈值对步骤6中得到的梯度变化值进行二值化处理，得到梯度二值数据；

步骤10，根据步骤9得到的梯度二值数据和步骤3中的磨痕区域的行长径和列长径判断磨痕区域的形状是否正常。

优选地，步骤2中，在磨痕区域图中提取磨痕区域，具体方法是：

S1，确定步骤1中得到的磨痕区域图的磨痕方向角；

S2，将磨痕区域图绕图像中心顺时针旋转磨痕方向角度，得到磨痕水平图；

S3，在磨痕水平图中提取磨痕区域，其中，利用i₀和i₁表示磨痕水平图中磨痕区域的首行和尾行；利用j₀和j₁表示磨痕水平图中磨痕区域的首列和尾列：

i₀i且i₁i且j₀j且j₁j且

优选地，步骤3中，根据下式计算磨痕区域的行长径：