[发明专利]一种钢球磨斑图像的磨痕水平角的自动检测方法

说明书

本发明提供的一种钢球磨斑图像的磨痕水平角的自动检测方法，首先将采集到的钢球的磨斑图像进行灰度化处理；将得到的灰度磨斑图像f进行旋转，得到旋转磨斑图像f_θ；在得到的旋转磨斑图像中选取基准区域和2s个对比区域，并计算第k个对比区域和其相邻八个方向区域块与基准区域之间的灰度差，并取最小值作为基准区域与第k个对比区域之间的差异度，以此类推计算所有对比区域和基准区域的差异度，并将所有差异度之和作为方向角θ的磨痕差异度，最后通过磨痕差异度计算磨痕水平角；本发明的检测方法以区域块为处理对象，并以中心区域为基准区域，处理的结果思路不一致，速度更快，结果也更为精确。

技术领域

本发明属于汽车运行材料性能分析领域，具体涉及一种钢球磨斑图像的磨痕水平角的自动检测方法。

背景技术

随着计算机技术的飞速发展，图像分析与处理技术被广泛应用于汽车行业的各个领域，例如：汽车运行材料领域中，利用四球摩擦试验机进行抗磨性试验，通过测量磨斑直径来评定润滑剂抗磨性。在磨斑直径的测量过程中，操作人员利用量测工具(如：游标卡尺或直尺)对三个底球的磨斑直径分别进行两次测量，第一次测量方向是沿着磨痕方向，第二次测量方向与第一次测量方向相垂直，即磨痕的垂直方向，测量过程中，两次测量方向需要试验人员对其进行定性感知判断。而当试验人员的出现感知误差或经验不足时，将会导致确定的磨痕方向与实际出现偏差，进而导致磨斑直径的测量会出现误差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钢球磨斑图像的磨痕水平角的自动检测方法，解决了现有钢球磨斑图像的磨痕水平角的测量通过试验人员的定性感知而导致的误差。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案具体是：

本发明提供的一种钢球磨斑图像的磨痕水平角的自动检测方法，包括以下步骤：

第一步，在钢球摩擦试验结束后，通过高倍电子显微镜或扫描电镜采集磨斑图像，并将采集到的磨斑图像标记为F；

第二步，通过加权平均法对采集到的磨斑图像F进行灰度化处理，得到灰度磨斑图f；

第三步，将第二步中所得的灰度磨斑图f围绕图像中心点O顺时针旋转θ度，得到旋转磨斑图f_θ，其大小为m_θ×n_θ；

第四步，以第三步中所得的旋转磨斑图f_θ的中心点为中心，任意选取一区域作为基准区域A_θ；

第五步，在第三步中所得的旋转磨斑图f_θ的中心水平方向上，以基准区域A_θ为中心，分别向两侧对称选取与基准区域A_θ大小和形状均相同的s个区域块作为对比区域D_θ，共得2s 个对比区域；

第六步，分别计算对比区域D_θ中的第k个对比区域和与对比区域相邻的八个方向的区域块与基准区域A_θ之间的灰度差，并在所得的九个灰度差中取最小值作为对比区域和基准区域A_θ的差异度

第七步，计算同一方向角θ下的所有对比区域D_θ和基准区域A_θ的差异度，并将所得的差异度之和作为方向角θ下的磨痕差异度C_θ；

第八步，根据第七步所得的磨痕差异度C_θ，计算磨斑磨痕的水平角

优选地，第一步中，所述磨斑图像F的像素大小为m×n，所述磨斑图像F的任一像素点的坐标为(x,y)，则x和y分别表示该像素点的行和列，x和y均为整数，且1≤x≤m,1≤y≤n。

优选地，第二步中，所得灰度磨斑图f中像素点(x,y)的灰度值为f(x,y)，则f(x,y)的计算式如式(1)：