[发明专利]一种非接触式多尺度裂纹识别方法

权利要求书

1.一种非接触式多尺度裂纹识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)采集待检测物体表面图像数据；

(2)将图像转换为N位深度的灰度图片，N为8的倍数；

(3)设定阈值，并以此对图片的所有像素点进行阈值处理，使裂纹与背景区分开，此时裂纹亮度为A，背景亮度为B；

(4)在步骤(3)基础上再在图片中任意选取至少一个局部区域，设定局部阈值，然后以此对选取的局部区域进行处理，剔除背景中的污斑，使裂纹与背景更好地区分开来；该步骤中，采用局部阈值处理时，局部窗口沿着图像的行和列按照设定的步长移动，步长小于局部窗口的尺寸；

(5)对图像中的独立裂纹进行提取，其提取过程如下：

(a)提取图像中的任意一个像素点；

(b)判断该像素点的亮度是否等于A，是，则以此像素点作为独立裂纹提取起始点，执行步骤(c)；否，则继续提取第二个像素点并进行判断，直至获得亮度为A的像素点，然后以此作为独立裂纹提取起始点并执行步骤(c)；

(c)将该像素点存入用于存放独立裂纹的矩阵I_s和集合S_d中；

(d)对集合S_d中存放的像素点周围的N个像素点进行探测，将其中亮度为A的像素点存入矩阵I_s和集合S_t中，并将存入的像素点的亮度全部置为B，以免重复探测；

(e)将集合S_d中的像素点替换为集合S_t中的像素点，并重复执行步骤(d)，直至集合S_d中不再探测到亮度为A的像素点时，确定一条完整的独立裂纹已被存放至矩阵I_s中；

(f)提取下一个像素点，并循环步骤(b)～(e)，直至获得图像中所有的独立裂纹，然后执行步骤(6)；

(6)对矩阵I_s中的独立裂纹进行噪点过滤，判断出其中的真裂纹；

(7)将所有的真裂纹组装，获得最终的裂纹图像，并输出该裂纹图像。

2.根据权利要求1所述的一种非接触式多尺度裂纹识别方法，其特征在于，在输出裂纹图像的同时，还对该裂纹图像中的所有独立裂纹分别进行几何特征分析，并输出裂纹几何信息；所述的独立裂纹几何特征包括裂纹的面积A_c、长度l_c、平均宽度w_a，其中：

面积A_c根据获取的独立裂纹总像素点个数确定；

平均宽度w_a由如下公式计算得到：

w_a＝A_c/l_c；

长度l_c的计算过程如下：

(a)对裂纹进行几何形态处理，获得像素宽为1的裂纹骨架；

(b)分析裂纹骨架，确定其分支点和终止点；

(c)判断分支点的个数是否大于0，是，则确认独立裂纹为有分支裂纹，执行步骤(d)；否，则确认独立裂纹为无分支裂纹，执行步骤(g)；

(d)从第一个分支点开始，依次沿此分支点出发的各个路径，将相应的裂纹长度计算出来，具体为：沿着某一路径计算长度时，逐个像素点计算长度，直至另一分支点或终止点时，该路径的长度计算结束；计算过长度的像素点亮度置为B，以避免重复计算；

(e)开始计算下一路径长度，当该分支点所有路径长度计算完成时，继续计算下一个分支点逐个路径的长度；当所有分支点所有路径长度计算结束时，执行步骤(f)；

(f)将所有分支点所有路径的长度累加，得到独立裂纹的总长度；

(g)从某一终止点开始，逐个像素点计算长度，直至另一终止点，得到独立裂纹的长度。

3.根据权利要求2所述的一种非接触式多尺度裂纹识别方法，其特征在于，确定分支点和终止点个数的具体过程为：在裂纹骨架中，如果某个亮度为A的像素点周边的N个像素点中仅有一个亮度为A的像素点，则该像素点为裂纹的终止点；如果有三个或以上的亮度为A的像素点，则该像素点为裂纹的分支点。