[发明专利]一种焊接图像分割方法

权利要求书

1.一种焊接图像分割方法，包括如下步骤：

1)获取图像I；

2)对图像进行预处理；

3)确定最佳分割阈值；

4)根据最佳分割阈值二值化焊接图像；

5)输出焊接图像分割结果；

其特征在于，步骤1)所述获取图像I的方法是，将整个系统以工业计算机作为主控制器，通过嵌入的图像采集卡实现焊接图像的采集，被测焊缝经透射光源照射后成像于工业相机的CCD上，通过图像采集卡将采集到的数字图像传输到工业计算机，从而获取焊缝的焊接图像；

步骤2)所述图像预处理包括滤波和图像增强两个部分；为抑制噪声影响，将工业相机采集到的原始图像进行平滑滤波和图像对比度增强处理，消除噪声干扰点，使图像对比度明显、图像细节变得清晰；其中，

所述的滤波的方法是，对图像从上到下，从左到右以3×3的方形窗口进行扫描，对每个窗口内像素，其灰度值用该窗口内所有像素的灰度值的中值替换；

所述的图像对比度增强的方法，具体步骤如下：

(1)整幅图像有m×n个像素点，将该幅具有L个灰度级的焊缝缺陷图像X，变换成一个模糊矩阵为：

式中：u_ij表示坐标为(i,j)的像素点的隶属度；

隶属度函数u_mn满足：

u_ij＝x_ij/(L-1)

式中：x_ij表示坐标为(i,j)的像素点的灰度值；

(2)利用下列公式对图像进行1次模糊增强处理；

(3)根据需要可以进行多次模糊增强处理；

式中：r表示r次模糊增强处理，

经过r次模糊增强处理后，形成新的图像灰度值隶属度矩阵为：

(4)对图像灰度值隶属度矩阵I^r进行逆变换，得到经过模糊增强后的焊缝缺陷图像X′，X′中像素灰度值矩阵为：

步骤3)所述确定最佳分割阈值的步骤如下：

①整幅图像为有m×n个像素点，灰度值为g的像素点的个数为n_g，计算每个灰度值g在图像中出现的概率p(g)、整幅图像的平均灰度值u；

②初始化图像的分割阈值t＝0，最佳分割阈值t_opt＝0，类间方差与类内方差的比值最大值R_max＝0；

③根据分割阈值t把图像分割成区域C₀和区域C₁，分别计算区域C₀和区域C₁的像素点占总像素点的比例w₀和w₁，像素点的平均灰度u₀和u₁；

④计算图像的类间方差与类内方差的比值R

⑤判断类间方差与类内方差的比值R是否大于R_max，若判断类间方差与类内方差的比值R大于R_max，则更新R_max和t_opt值，否则，不更新R_max和t_opt值；

⑥判断分割阈值t是否小于255，如果分割阈值t小于255，则更新分割阈值t＝t+1，返回步骤③，按更新后的分割阈值t，重新分割图像，再次计算判断类间方差与类内方差的比值R是否大于R_max，否则确定最佳分割阈值t_opt的值为最终最佳分割阈值。