[发明专利]金属工件环形表面刀纹检测方法及装置

权利要求书

1.一种金属工件环形表面刀纹检测方法，其特征在于，包括：

将金属工件环形表面的图像转换为矩形图像；

沿所述矩形图像的长度方向将所述矩形图像平均分割为多个矩形区域；

分别对每一所述矩形区域对灰度求取沿纵向的一阶导数，并选取出极大值取值满足预设条件的极大值点；

对各所述矩形区域选取出的极大值点的特征数据进行统计分析，进行刀纹特征判断；

其中，所述对各所述矩形区域选取出的极大值点的特征数据进行统计分析，进行刀纹特征判断包括：

将选取出的极大值点中位于同一像素行的极大值点的数量、平均对比度值存放在同一数组中；

若像素行包含的极大值点的数量大于第三阈值，并且平均对比度值大于第四阈值，则判断该像素行存在刀纹；

若像素行的平均对比度值大于第五阈值，并且包含的极大值点的数量大于第六阈值，则判断该像素行存在刀纹；

若该区域包含的刀纹行数的总行数量超过第七阈值，并且其中单行平均对比度最大值超过第八阈值，则判断该区域存在多条刀纹。

2.根据权利要求1所述的金属工件环形表面刀纹检测方法，其特征在于，所述将金属工件环形表面的图像转换为矩形图像包括：

在图像中拟合出环形表面对应的椭圆，以椭圆的中心点为原点建立极坐标系；

在环形表面图像中选取若干点，确定各点的坐标，在所述矩形图像所在坐标系中找到各点的对应点；

基于在所述矩形图像所在坐标系中各对应点的坐标，利用插值算法得到在所述矩形图像所在坐标系中与环形表面图像中各像素点对应点的坐标。

3.根据权利要求2所述的金属工件环形表面刀纹检测方法，其特征在于，所述在环形表面图像中选取若干点，确定各点的坐标，在所述矩形图像所在坐标系中找到各点的对应点包括：

在建立的极坐标系中确定环形表面上的点P(i，j)；

根据以下公式得到点P在世界坐标系中的坐标(x，y)：x＝jR-，y＝R-j，其中R表示拟合出椭圆的半径；

分别根据以下公式计算点P对应的半径长度r和角度θ：

θ＝arctan(y/x)；

分别根据以下公式计算点P在所述矩形图像中的行数m和列数n：m＝r/delta_r，n＝θ/delta_t，其中，delta_r＝M/R，delta_t＝2π/N,delta_r表示对应半径方向的长度缩放因子，delta_t表示对应圆周方向的角度因子；其中，所述矩形图像包括M行N列。

4.根据权利要求1所述的金属工件环形表面刀纹检测方法，其特征在于，所述预设条件为极大值点的一阶灰度值导数值大于第二阈值。

5.根据权利要求1所述的金属工件环形表面刀纹检测方法，其特征在于，对像素行数组使用扫描窗口进行优化，包括：

对于每一像素行数组，将当前像素行数组的极大值点的数量、平均对比度值，与其下一像素行数组的数量、平均对比度值分别合并并进行统计，将统计结果赋值给当前像素行数组；

其中，所述像素行数组为选取出的极大值点中位于同一像素行的极大值点的数量、平均对比度值存放在同一数组中，构成对应像素行的数组。

6.根据权利要求1所述的金属工件环形表面刀纹检测方法，其特征在于，在沿所述矩形图像的长度方向将所述矩形图像平均分割为多个矩形区域之前，还包括：

沿所述矩形图像长度方向，采用滤波窗口对所述矩形图像进行滤波处理，具体为：若窗口内灰度值大于第一阈值，则将窗口内灰度值调整到预设范围内。

7.一种金属工件环形表面刀纹检测装置，其特征在于，包括：

转换模块，用于将金属工件环形表面的图像转换为矩形图像；

分割模块，用于沿所述矩形图像的长度方向将所述矩形图像平均分割为多个矩形区域；

求导模块，用于分别对每一所述矩形区域对灰度求取沿纵向的一阶导数，并选取出极大值取值满足预设条件的极大值点；

分析模块，用于对各所述矩形区域选取出的极大值点的特征数据进行统计分析，进行刀纹特征判断；

其中，所述对各所述矩形区域选取出的极大值点的特征数据进行统计分析，进行刀纹特征判断包括：

将选取出的极大值点中位于同一像素行的极大值点的数量、平均对比度值存放在同一数组中；

若像素行包含的极大值点的数量大于第三阈值，并且平均对比度值大于第四阈值，则判断该像素行存在刀纹；

若像素行的平均对比度值大于第五阈值，并且包含的极大值点的数量大于第六阈值，则判断该像素行存在刀纹；

若该区域包含的刀纹行数的总行数量超过第七阈值，并且其中单行平均对比度最大值超过第八阈值，则判断该区域存在多条刀纹。