[发明专利]一种在线铁谱视频图像气泡的消除方法

说明书

本发明属于机械设备故障诊断领域，具体涉及一种在线铁谱视频图像气泡的消除方法，包括：将油液未进入在线铁谱仪时的图像作为背景图像，油液进入在线铁谱仪之后的视频图像为原始在线铁谱视频图像，将原始铁谱图像转化为灰度图像，再对灰度图像进行气泡的识别处理；使用改进的高斯滤波去除微小气泡噪声，对处理后的视频图像运用帧差法进行运动物体检测并对差值运用大津法二值化，得到气泡噪声所在像素位置，用背景图像相同像素位置代替经过高斯滤波后视频图像中的噪声像素；再将气泡消除后的图像进行大津二值化处理；该方法能适应存在不同大小气泡的在线铁谱视频图像，解决了在线铁谱视频图像进行磨粒识别时的气泡噪声干扰问题。

技术领域

本发明属于机械设备故障诊断领域，具体涉及一种在线铁谱视频图像气泡的消除方法。

背景技术

近年来，随着科学技术的不断发展，机械设备的故障诊断与检测也成为机械领域的重中之重。为了避免产品因机械设备故障导致生产中断而造成的损失，因此对设备中的润滑油液监测，及时了解机械设备的运行状态，是当前机械设备故障诊断领域着重解决的问题。在线铁谱技术作为一种可以检测到油液中铁磁性磨粒信息的方法备受关注。在线铁谱技术通过对在线铁谱仪得到的铁谱视频图像进行处理后得到磨粒的形状、数量、磨粒覆盖面积等信息，而视频图像中会存在因油液蠕动产生气泡，从而遮挡或阻碍磨粒信息的提取，所以消除在线铁谱视频图像中的气泡才能为后续得到磨粒信息提供便利。

为了使磨粒识别更加准确，Thomas A D H就以一种自动灰度阈值选择方法识别磨粒，并通过迭代松弛标记增强了识别效果。孔宪梅等分别从去除背景、分割磨粒、磨粒的边缘检测方面对铁谱分析中计算机图像处理的应用进行了详细概述，用线性滤波及低通滤波对图像上出现孤立的点和边界毛刺进行处理。陈桂明等利用小波分析的方法，将图像信号分解到多尺度中，去除属于噪声的小波系数以实现除噪。X Hu运用加权均值滤波和自适应中值滤波以提高图像质量，从而改善图像中的噪声干扰。

但此上述的图像处理方法都只是针对图像中细小噪声进行处理，将该方法运用到视频图像处理时无法将视频中的气泡噪声消除，因此在线铁谱视频图像处理中，急需一种可以准确消除气泡噪声的方法。

发明内容

为解决以上现有技术的问题，本发明提出了一种在线铁谱视频图像气泡的消除方法，该方法包括：

S1：获取未通油液的在线铁谱图像和有油液通过的在线铁谱视频图像；将未通过油液的在线铁谱图像作为背景图；将有油液通过的在线铁谱视频图像作为原始在线铁谱视频图像；

S2：分别将背景图和原始在线铁谱视频图像转化为灰度视频图，得到背景灰度图和在线铁谱视频灰度图；

S3：采用改进的高斯滤波器对在线铁谱视频灰度图进行处理，得到滤波后的在线铁谱灰度视频图像；

S4：采用帧差法对滤波后的在线铁谱灰度视频图像进行运动物体检测；将检测得到的差值进行大津二值化处理，得到图像中气泡的像素位置；

S5：选择背景灰度图中与原始图像中气泡像素位置对应的像素点替换滤波后的在线铁谱灰度视频图像中的气泡像素点；对替换后的视频图像进行大津二值化处理，得到最终的消除气泡后的二值化铁谱视频图像。

优选的，得到背景灰度图和在线铁谱视频灰度图的过程包括：

S21：将原始在线铁谱视频图像分解为每帧图像数据；

S22：采用YUV颜色空间和RGB颜色空间转换公式分别将背景图和原始在线铁谱视频帧图像转化为灰度图，得到背景灰度图和在线铁谱视频灰度图。

优选的，RGB颜色空间转换公式为：

R′_ij＝G′_ij＝B′_ij＝0.299R_ij+0.587G_ij+0.114B_ij