[发明专利]一种基于小波钝化的嵌入式模具保护装置及其图像处理方法

摘要

本发明公开了一种基于小波钝化的嵌入式模具保护装置及其图像处理方法，以OMAPL138作为硬件平台，图像处理算法使用灰度化和均值滤波进行图像预处理，小波钝化凸显残留物，其次使用支持向量机对小波钝化与二值化后的图像进行判别有无残留物，大大提高了准确性。

主权项

1.一种基于小波钝化的嵌入式模具保护装置的图像处理方法，其特征在于：该装置包括有外壳(1)，所述外壳(1)内设有处理注塑机模腔原始图像和输出控制信号的图像处理与保护控制器(2)，所述图像处理与保护控制器(2)连接有用于拍摄注塑机模腔原始图像的相机(3)、蜂鸣报警器(4)、用于与注塑机连接且将报警信息传输到注塑机的通讯器(5)，所述图像处理与保护控制器(2)判断图像处理与保护控制器(2)处理后的相机(3)拍摄模腔图像内存在残留物，则图像处理与保护控制器(2)通过蜂鸣报警器(4)报警以及通过通讯器(5)将报警信息传输到注塑机，该保护装置的图像处理步骤如下：a、图像处理与保护控制器(2)通过相机(3)获取注塑机模腔的原始图像；b、通过图像处理与保护控制器(2)将原始图像进行灰度化处理，分析获取原始图像中每个像素点的的R、G和B分量，将每个像素点的R、G和B分量代入如下公式运算：temp＝(r*299+g*587+b*114+500)/1000，计算每个像素点的temp值，并将每个像素点的temp值覆盖原始图像像素点，得出灰度化图像；c、图像处理与保护控制器(2)对灰度化图像进行中值滤波处理，以3个像素点*3个像素点划分灰度化图像为多个灰度化图像模块，从而获得灰度化图像模块中9个像素点的灰度值，将每个灰度化图像模块中的9个像素点灰度值分别进行如下公式运算：g(x,y)＝med{f(x‑k,y‑l),(k,l∈W)}，式中的med为中值运算，即把W矩阵中的像素点先进行大小排序，再求出W矩阵中像素点的中值，并用求得的中值代替每个灰度化图像模块中心点的像素值，得到中值滤波图像；d、图像处理与保护控制器(2)对中值滤波图像进行3层小波变换处理，通过小波基函数其中a为伸缩因子，τ为平移因子，令Ψ(x,y)表示二维基本小波，那么二维连续小波定义为：其中，表示Ψ(x,y)的尺度伸缩和二维位移，为了保证小波变换前后其能量不变而引入的归一化因子，得到3层小波变换图像；e、图像处理与保护控制器(2)对3层小波变换图像进行小波钝化处理，即分别对3层小波变换图像的低频分解系数进行增强处理、高频分解系数进行衰减处理，当分解系数c(i)>405时，则进行低频分解系数增强处理，对其权重增加4倍，即c(i)＝4*c(i)；当c(i)≤405时，则进行高频系数衰减处理，对其权重衰减为原来的0.1，即c(i)＝0.1*c(i)，得到小波钝化图像；f、图像处理与保护控制器(2)对小波钝化图像进行二值化处理，经过小波分解与重构后的图像记为f(x,y)，那么经过二值化后的图像为其中threshold是二值化选取的阈值，得到二值化图像；g、图像处理与保护控制器(2)对二值化图像进行像素0与1的个数统计，并将此统计数据作为一个数组进行储存；h、对同一注塑机模腔拍摄多张原始图像，并将各原始图像进行步骤a‑g图像处理，获得每张图片的数组，将各数组输入线性核函数：K(x_i,x_j)＝x_i·x_j，将获得两类样本(x_i,y_i)，其中i＝1,2,...n,n为获得的样本数，当x_i为含有残留物的样本类w₁时，y_i＝1，当x_i为不含残留物的样本类w₂时，y_i＝‑1，即含有残留物的数组特性标记为1，无残留物的数组特性标记为‑1，并且训练支持向量机，即求得分类模型：中的参数a^*，b^*；i、当图像处理与保护控制器(2)判断数组特性标记为1，即模腔内含有残留物时，图像处理与保护控制器(2)通过通讯器(5)将含有残留物信息反馈到注塑机控制器中，并通过蜂鸣报警器(4)进行报警，当控制器(2)判断数组特性标记为1，即模腔内不存在残留物时，控制器(2)不动作。