[发明专利]一种基于图像处理的电缆半导电层自动检测方法

权利要求书

1.一种基于图像处理的电缆半导电层自动检测方法，其特征在于，包括：

（1）采集待检测电缆的试片图像；

（2）对采集到的试片图像进行图像预处理，得到阈值化图像；

（3）利用阈值化图像，对试片图像进行感兴趣区域的提取，得到半导电层的感兴趣区域图像，即ROI图像，并对ROI图像进行灰度化操作获取ROI灰度图像；从阈值化图像中同时得到试片内轮廓，即半导电层内轮廓、试片内轮廓质心和试片外轮廓，即绝缘层外轮廓；

（4）对ROI灰度图像求取感兴趣区域的分割掩模，利用分割掩模以及GrabCut算法对ROI图像进行图像分割，得到分割后的图像；

（5）对分割后的图像进行轮廓提取和轮廓筛选，得到半导电层外轮廓；

（6）对得到的半导电层外轮廓进行缺陷检测和补全，得到最终的半导电层图像；

步骤（2）中，所述图像预处理包括灰度化处理和阈值化处理，其中阈值化处理时使用双阈值对灰度图像进行处理；

步骤（4）中，求取感兴趣区域的分割掩模的方法如下：

（4-1） 对步骤（3）得到的ROI灰度图像进行阈值化处理；

（4-2）使用形态学操作滤除噪声并填补目标区域的细小孔洞，得到部分半导电层连通域；

（4-3）将当前提取的部分半导电层连通域在Mask图像中标记为目标，其他区域标记为背景，得到分割掩模；

步骤（4）中，进行图像分割的方法为：

（4-4）使用当前的分割掩模训练目标高斯混合模型和背景高斯混合模型；

（4-5）使用训练得到的两个高斯混合模型计算步骤（3）中提取的ROI图像中每一个像素属于目标和背景的概率；

（4-6）计算能量函数，并通过EM算法最优化所述能量函数，得到ROI图像对目标半导电层区域的一个分割，得到半导电层外轮廓；同时更新高斯混合模型的模型参数；

（4-7）计算提取的半导电层外轮廓闭合值以及每个点到该半导电层外轮廓外接圆心的均方误差，当闭合值和均方误差小于等于给定阈值或者迭代次数达到最大迭代次数时，停止迭代进入步骤（5）；若闭合值或均方误差大于给定阈值且未达到最大迭代次数时，返回步骤（4-4）；

步骤（5）中，具体包括：

（5-1）提取分割后的图像的连通域，并计算所有连通域的质心以及其最小外接矩形的面积和长宽比；

（5-2）计算各连通域质心到步骤（3）得到的试片内轮廓质心的距离；

（5-3）根据所述面积、长宽比以及距离，对得到的连通域进行筛选，提取半导电层连通域，并生成其外层轮廓；

所述步骤（6）中，采用Graham扫描法求得半导电层外轮廓的凸包，计算凸包的凸性缺陷，当凹陷程度大于设定阈值时，计算缺陷处的两个端点分别与质心连线与x轴的夹角，对该缺陷处进行圆弧补偿；其中x轴的方向定义为沿试片图像的宽度方向。

2.根据权利要求1所述的基于图像处理的电缆半导电层自动检测方法，其特征在于，步骤（3）中，具体包括：

（3-1）提取阈值化图像中的连通域，并根据圆度、面积对得到的连通域进行筛选，剔除与试片无关的噪声信息；

（3-2）提取试片外轮廓和试片内轮廓，并计算出试片内轮廓和试片外轮廓对应的最小外接矩和质心，通过内外最小外接矩计算当前试片半导电层所在区域，从试片图像中提取该区域，得到ROI图像，并对ROI图像进行灰度化操作得到ROI灰度图像。

3.根据权利要求1所述的基于图像处理的电缆半导电层自动检测方法，其特征在于，步骤（6）得到半导电层图像后，还包括：

（7）通过半导电层图像，得到半导电层内外轮廓，同时结合绝缘层外轮廓计算出绝缘层或半导电层的厚度、面积以及偏心率中的一种或者多种参数。