[发明专利]一种基于图像处理的金刚石磨粒磨损率测定方法

摘要

本发明提供了基于图像处理的金刚石磨粒磨损率测定方法，首先，对金刚石磨粒图像进行中值滤波和高斯滤波，获得由中值滤波图像和高斯滤波图像聚合而成的增强型金刚石磨粒图像，利用边缘检测和形态学方法对增强型金刚石磨粒图像进行磨粒区域分割，并提取分割的磨粒区域图像；其次，对提取的磨粒区域图像进行中值滤波预处理，继续利用边缘检测和形态学方法对磨粒进行磨损区域分割，并提取分割的磨损区域图像；最后，利用区域像素统计的方法，分别计算磨粒区域面积、磨损区域面积和磨粒磨损率，完成金刚石磨粒磨损率测定。本发明克服了以往人工定性地观测金刚石磨粒磨损的不足，实现了定量测量金刚石磨粒的磨损程度，测定的准确性和效率都得到提升。

主权项

1.一种基于图像处理的金刚石磨粒磨损率测定方法，其特征在于由磨粒区域分割、磨损区域分割和磨粒磨损率测定三个步骤组成；所述的磨粒区域分割是由增强型金刚石磨粒图像处理、边缘检测和形态学处理组成，具体步骤为：1)对灰度化的含噪金刚石磨粒图像I(x,y)分别进行中值滤波和高斯滤波预处理，得到中值滤波后图像Im(x,y)和高斯滤波后图像Ig(x,y)，通过聚合形成增强型金刚石磨粒图像Ie(x,y)；所述的增强型金刚石磨粒图像定义如下：2)对增强型金刚石磨粒图像Ie(x,y)进行边缘检测，选取检测阈值λ，获得目标磨粒图像的轮廓边缘二值图像Igb(x,y)；所述的边缘检测为一阶梯度幅值检测，梯度幅度M(x,y)定义为：所述的检测阈值λ为自适应阈值，阈值λ定义为：式(3)中：M和N分别为图像的行列像素数。3)利用形态学膨胀与腐蚀算子构成的开运算和闭运算对目标磨粒图像的轮廓边缘二值图像Igb(x,y)进行形态学滤波，去除无关的背景噪点和纹理边缘；4)利用孔洞填充和图像裁剪功能分离目标磨粒，得到分割的磨粒区域图像；所述的磨损区域分割是由中值滤波、梯度检测和形态学处理组成，具体步骤为：1)对提取的磨粒图像进行中值滤波预处理，去除磨粒表面因切屑、灰尘等环境引起的随机灰白点等噪声；2)对中值滤波预处理后的磨粒图像进行边缘检测，边缘检测方法和阈值选取按式(2)和式(3)计算，获得目标磨损图像的轮廓边缘二值图像Iwb(x,y)；3)利用形态学膨胀与腐蚀算子构成的开运算和闭运算对二值图像Iwb(x,y)进行形态学滤波，去除无关的噪点；4)利用孔洞填充和图像裁剪功能分离目标磨损，得到分割的磨损区域图像；所述的磨粒磨损测定是由计算磨粒区域面积、磨损区域面积和磨粒磨损率组成，具体步骤为：1)基于分割的磨粒区域图像，利用区域像素统计的方法，计算磨粒区域面积Sg；所述的磨粒区域面积Sg定义为：Sg＝a×SUMpg  式(4)式(4)中：a为单位像素所代表实际面积的修正系数，SUMpg为磨粒区域所含的总像素值；若a取1，表明直接采用磨粒区域所含的总像素值；2)基于分割的磨损区域图像，利用区域像素统计的方法，计算磨损区域面积Sw；所述的磨损区域面积Sw定义为：Sw＝a×SUMpw  式(5)式(5)中：SUMpw为磨损区域所含的总像素值；若a取1，表明直接采用磨磨损区域所含的总像素值；3)基于磨粒区域面积Sg和磨损区域面积Sw，计算磨粒磨损率系数K；所述的磨粒磨损率系数K定义为：