[发明专利]一种基于异性石料的切割优化方法及系统

权利要求书

1.一种基于异性石料的切割优化方法，其特征在于，包括：

采集石料截面图像并处理得到石料灰度图像；

设置单列滑窗，并垂直于石料边缘线，沿着水平方向从左往右对石料灰度图像中每一列像素点进行遍历，获取每一列灰度突变点，将相邻滑窗相距最近的两个突变点相连接得到石料边缘线；

若石料边缘线上未连续出现任意一段像素点灰度值高于其他部分像素点灰度值，则石料边缘线为真实边缘线，按照该真实边缘线对石料进行切割，若石料边缘线上连续出现任意一段高于其他部分灰度值的像素点，该石料边缘线受反光影响，存在伪边缘线，执行下一步；

利用石料边缘线将石料截面图像分割为两个不同区域，获取该两个区域中受反光影响的目标区域，得到该目标区域的灰度直方图，对该目标区域的灰度直方图进行平滑得到目标区域平滑后的灰度直方图；

利用目标区域平滑后的灰度直方图中波峰两侧相邻灰度级的曲率拟合出新的波峰，利用高斯拟合算法对目标区域平滑后的灰度直方图及新的波峰进行拟合得到目标区域的拟合后的灰度直方图；

计算目标区域拟合后的灰度直方图曲线中两波谷之间的面积及目标区域平滑后的灰度直方图中的像素点个数，利用两者差值的绝对值获得受反光影响的区域像素点个数；

所述受反光影响的区域像素点个数的方法如下：

式中：为目标区域拟合后的灰度直方图曲线的正态分布函数F（x，y）在到之间面积，则为目标区域平滑后的灰度直方图和之间的像素个数累加和，为任意灰度级q中像素点个数，和分别表示目标区域平滑后的灰度直方图左侧波谷和右侧波谷，和分别表示拟合后的灰度直方图左侧波谷和右侧波谷，表示石料反光区域的像素点个数，[，]与[，]为同一区间；

根据石料反光区域像素点个数对石料边缘线进行修复，得到石料分割的真实边缘线，按照该真实边缘线对石料进行切割。

2.根据权利要求1所述的 一种基于异性石料的切割优化方法，其特征在于，所述石料边缘线是按如下方式得到的：

遍历获得该列滑窗像素点灰度值的累加函数图像；

获取累加函数图像中的所有灰度突变点；

将相邻滑窗相距最近的两个灰度突变点相连接得到石料边缘线。

3.根据权利要求1所述的 一种基于异性石料的切割优化方法，其特征在于，所述目标区域灰度直方图是按如下方式得到的：

利用目标区域的灰度级及灰度级所对应的个数得到目标区域灰度直方图。

4.根据权利要求1所述的 一种基于异性石料的切割优化方法，其特征在于，所述新的波峰是按如下方式得到的：

获取目标区域平滑后的灰度直方图波峰左侧两两相邻点所在直线平均斜率差的和及其起始点和终止点的横坐标差值得到拟合的灰度直方图左侧波峰；

获取目标区域平滑后的灰度直方图波峰右侧两两相邻点所在直线平均斜率差的和及其起始点和终止点的横坐标差值得到拟合的灰度直方图右侧波峰；

对左侧波峰及右侧波峰求均值，得到新的波峰。

5.根据权利要求1所述的 一种基于异性石料的切割优化方法，其特征在于，所述拟合后的灰度直方图是按如下方式得到的：

获取新的波峰的位置及目标区域平滑后的灰度直方图左侧波谷和右侧波谷的半宽值；

利用目标区域平滑后的灰度直方图上的任意灰度级、新的波峰位置及该半宽值得到拟合后的灰度直方图。

6.根据权利要求1所述的 一种基于异性石料的切割优化方法，其特征在于，所述石料分割的真实边缘线是按如下方式得到的：

获取若干已知石料边缘图像；

利用训练神经网络输入已知若干石料边缘图像，训练集正常记忆每张图像的石料边缘；

利用伪边缘线及正常记忆每张图像的石料边缘对伪边缘线进行修复，得到石料分割的真实边缘线。

7.一种基于异性石料的切割优化系统，其特征在于，包括：

图像采集模块：采集石料截面图像并处理得到石料灰度图像；

石料边缘线获取模块：设置单列滑窗，并垂直于石料边缘线，沿着水平方向从左往右对石料灰度图像中每一列像素点进行遍历，获取每一列灰度突变点，将相邻滑窗相距最近的两个突变点相连接得到石料边缘线；

石料伪边缘线判断模块：若石料边缘线上未连续出现任意一段像素点灰度值高于其他部分像素点灰度值，则石料边缘线为真实边缘线，按照该真实边缘线对石料进行切割，若石料边缘线上连续出现任意一段高于其他部分灰度值的像素点，该石料边缘线受反光影响，存在伪边缘线，执行下一步；

灰度直方图拟合模块：利用石料边缘线将石料截面图像分割为两个不同区域，获取该两个区域中受反光影响的目标区域，得到该目标区域的灰度直方图，对该目标区域的灰度直方图进行平滑得到目标区域平滑后的灰度直方图；

利用目标区域平滑后的灰度直方图中波峰两侧相邻灰度级的曲率拟合出新的波峰，利用高斯拟合算法对目标区域平滑后的灰度直方图及新的波峰进行拟合得到目标区域的拟合后的灰度直方图；

受反光影响的区域像素点个数获取模块：计算目标区域拟合后的灰度直方图曲线中两波谷之间的面积及目标区域平滑后的灰度直方图中的像素点个数，利用两者差值的绝对值获得受反光影响的区域像素点个数；

所述受反光影响的区域像素点个数的方法如下：

式中：为目标区域拟合后的灰度直方图曲线的正态分布函数F（x，y）在到之间面积，则为目标区域平滑后的灰度直方图和之间的像素个数累加和，为任意灰度级q中像素点个数，和分别表示目标区域平滑后的灰度直方图左侧波谷和右侧波谷，和分别表示拟合后的灰度直方图左侧波谷和右侧波谷，表示石料反光区域的像素点个数，[，]与[，]为同一区间；

石料真实边缘线获取模块：根据石料反光区域像素点个数对石料边缘线进行修复，得到石料分割的真实边缘线，按照该真实边缘线对石料进行切割。