[发明专利]一种基于反向P-M扩散的泡沫镍图像预处理方法

说明书

本发明提供一种泡沫镍图像预处理方法。本发明步骤：首先对所获泡沫镍图像进行反向P‑M扩散得到扩散图像；然后，在扩散图像中确定泡沫镍表面镍纹区域，本发明提出的方法能有效提取出泡沫镍表面镍纹的位置。

技术领域

本发明涉及图像处理技术，更具体而言，涉及一种泡沫镍表面图像处理方法。

背景技术

泡沫镍是通过对镍金属进行一系列物理化学加工后得到的一种新型功能材料，作为车用电池的基材，泡沫镍对电池性能的影响极大。泡沫镍表面呈银灰色的金属光泽，形态类似于金属海绵，泡沫镍制作工艺为：对海绵基体进行导电性处理，海绵浸润导电胶使海绵具有导电性，然后镍离子电镀到海绵基体上，经过焙烧，还原等工艺形成泡沫镍。然而，在泡沫镍制备过程中，由于原料，加工工艺(PVD、电镀、烧结等)等方面因素，导致泡沫镍表面出现污染，压痕，折痕，镍皮，裂纹，划线，漏镀等多种不同类型的缺陷，这些缺陷严重影响最终成品的性能和质量。

为了实现泡沫镍外观缺陷的自动化检测，采用机器视觉、图像处理技术分析泡沫镍的表面图像，提取缺陷区域。但是，由于泡沫镍表面结构为三围网状交织、无固定形状和纹理特征，泡沫镍中固有内嵌的镍纹为泡沫镍的缺陷分割带来了巨大的挑战。已有的分割方法直接对泡沫镍图像分割，通常会失效。

在现有的高效泡沫镍图像处理方法中，通过在泡沫镍图像中先寻找镍纹的位置，然后以其邻域的灰度均值取代原灰度值，得到一幅背景灰度变化相对较小的新图像，再在新图像上分割将有助于提高缺陷区域的提取效果。因此，如何寻找镍纹的位置成为亟需解决的问题。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供用于泡沫镍表面缺陷的图像预处理方法，精准、快速地确定泡沫镍图像中镍纹位置，为泡沫镍后续分割奠定基础。

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种基于反向P-M扩散的泡沫镍图像预处理方法：通过先对泡沫镍图像进行反向P-M扩散获得扩散图像，其中，反向扩散P-M因子g为：再对扩散图像进行二值化，泡沫镍表面镍纹区域在二值化图像中清晰可见，从而有效确定泡沫镍表面镍纹位置。

本发明的有益效果是：充分利用泡沫镍表面图像的灰度和梯度信息设计扩散因子，对具有高灰度值和高梯度值特征的泡沫镍图像进行反向P-M扩散处理，再利用简单的二值化方式即可保留泡沫镍镍纹部分信息。本发明可以使泡沫镍图像处理过程不受泡沫镍表面复杂结构、光照变化等因素影响，助力于快速有效地在泡沫镍图像中定位出镍纹位置。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为本发明实施例图，图2(a)——图2(c)为表面有镍皮缺陷的泡沫镍示例，图2(d)——图2(f)为表面有空洞缺陷的泡沫镍示例，具体：图2(a)为镍皮缺陷泡沫镍原图、图2(b)为镍皮缺陷扩散图像、图2(c)为镍皮缺陷二值化图像，图2(d)为空洞缺陷泡沫镍原图、图2(e)为空洞缺陷扩散图像、图2(f)为空洞缺陷二值化图像。

具体实施方式

本发明以表面有镍皮缺陷、表面有空洞缺陷的两种泡沫镍为实施例，其中镍皮属于泡沫镍上的镍结构，应当检测出来；空洞不属于镍结构，应当被处理成背景。结合图1该方法具体步骤如下：

步骤一：获取泡沫镍的表面图像I(x,y)，如图2(a)、2(d)所示，对图像进行反向P-M平滑处理；对图像进行反向P-M平滑处理过程中，反向P-M扩散模型为：

其中，(x,y)∈R²，I₁(x,y,t)为t时刻的图像，I为初始图像，为梯度算子，g为非线性扩散因子；反向扩散P-M因子g为：