[发明专利]基于边缘检测的交联聚乙烯绝缘层表面平整性检测方法

权利要求书

1.一种基于边缘检测的交联聚乙烯绝缘层表面平整性检测方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步，搭建检测平台，方法为：

1.1高压电缆每隔距离L部署三个工业相机，三个工业相机均匀部署在高压电缆同一截面位置的正上方、左下方和右下方，各工业相机间互成120°立体空间角度，对高压电缆绝缘层表面图像信息进行捕获；

1.2每个工业相机分别与一个数字图像处理器相连，数字图像处理器是专用集成芯片或数字信号处理器或现场可编程门阵列FPGA，其内烧有图像边缘检测软件；

1.3三个数字图像处理器均与客户端相连，客户端上安装有结果判定软件；

第二步，工业相机提取高压电缆绝缘层表面图像信息，方法为：

位于高压电缆同一截面位置的三个工业相机并行从各自角度同时对高压电缆进行拍照，分别得到图像G₁、G₂、G₃，并将G₁、G₂、G₃分别传送到各工业相机对应的数字图像处理器U₁、U₂、U₃；G₁、G₂、G₃的大小均为W×L，W表示G₁、G₂、G₃每行像素点个数，L表示G₁、G₂、G₃每列像素点个数，W和L均为正整数；

第三步，U₁、U₂、U₃的图像边缘检测软件并行分别检测G₁、G₂、G₃的凹凸边缘，判定G₁、G₂、G₃所对应的高压电缆绝缘层表面平整性是否符合要求，即U₁的图像边缘检测软件检测G₁的边缘，U₂的图像边缘检测软件检测G₂的边缘，U₃的图像边缘检测软件检测G₃的边缘，U₁、U₂、U₃的图像边缘检测软件对G₁、G₂、G₃的边缘检测方法完全相同；U_q的图像边缘检测软件检测G_q凹凸边缘的方法为，1≤q≤3：

3.1U_q的图像边缘检测软件采用小波变换对数字图像G_q进行去噪操作得到G_qA，G_qA大小为W×L；

3.2U_q的图像边缘检测软件计算G_qA的图像阈值T；

3.3U_q的图像边缘检测软件对G_qA中的凹凸区域进行边缘检测，判定G_qA所对应的高压电缆绝缘层是否存在真实边缘，若存在真实边缘，则G_qA所对应的高压电缆绝缘层表面平整性不符合要求，若不存在真实边缘，则G_qA所对应的高压电缆绝缘层表面平整性符合要求；具体检测方法为：

3.3.1初始化：设置G_qA中第a行第b列像素点P_a,b的访问标志Flag为false，P_a,b的访问标志Flag用Flag_a,b表示，即令Flag_a,b＝false，分别初始化第一像素点队列Q₁和第二像素点队列Q₂为空，为队列Q₂设置连通标志Connected，并默认Connected＝false；

3.3.2令行变量a＝1，列变量b＝1；

3.3.2.1若1≤a＜L且1≤b＜W，执行3.3.2.1.1；若b＝W且a＜L，执行3.3.2.2；若a＝L且b＜W执行3.3.2.3；若a＝L且b＝W，说明整个G_qA已检测完毕且不存在真实边缘，向客户端输出“G_qA所对应的电缆符合要求”的结论，执行第四步；

3.3.2.1.1计算像素点P_a,b的梯度值K_a,b，G_x表示P_a,b经横向边缘检测的图像灰度值，G_y表示P_a,b经纵向边缘检测的图像灰度值；

3.3.2.1.2若P_a,b的梯度值K_a,b大于等于T，则P_a,b为强边缘点，令Flag_a,b＝false，且b＝b+1，转3.3.2.1；若P_a,b的梯度值K_a,b小于T，判定P_a,b为弱边缘点，若Flag_a,b＝true，设置b＝b+1，转3.3.2.1，若Flag_a,b＝false，执行3.3.2.1.3；

3.3.2.1.3将P_a,b放入Q₁，作为Q₁中的元素Q_1,a,b，将P_a,b放入Q₂，作为Q₂中的元素Q_2,a,b；

3.3.2.1.4若Q₁为空且Q₂的连通标志Connected＝false，依次取出Q₂中像素点，清空队列Q₂，令b＝b+1，执行3.3.2.1，如果Q₂的连通标志Connected＝true，说明Q₂中存储的像素点所构成曲线为真实边缘，即G_qA存在真实边缘，说明G_qA所对应的电缆不符合要求，依次取出Q₂中的像素点，清空队列Q₂，向客户端输出“G_qA所对应的电缆不符合要求”的结论，执行第四步；若Q₁不为空，则从Q₁中取出像素点Q_1,a,b，执行3.3.2.1.4.1；

3.3.2.1.4.1若a＝1且b＝1，则搜索Q_1,a,b在图像G_qA中位置(a,b)的邻域像素点P_a,b+1、P_a+1,b+1和P_a+1,b，若邻域像素点存在弱边缘点，且该弱边缘点的Flag＝flase，则将该弱边缘点分别放入Q₁和Q₂并设置该像素点的Flag＝true，执行3.3.2.1.4，若3个邻域像素点均为弱边缘点且3个邻域像素点的Flag均为flase，则将3个邻域像素点分别放入Q₁和Q₂并设置3个邻域像素点的Flag＝true，执行3.3.2.1.4，若邻域像素点中所有弱边缘点的Flag＝true，转3.3.2.1.4，若邻域像素点中存在强边缘点，则设置队列Q₂的Connected＝true，转3.3.2.1.4；若不满足a＝1且b＝1，则执行3.3.2.1.4.2；

3.3.2.1.4.2若b＝1且1＜a＜L，搜索Q_1,a,b在图像G_qA中位置(a,b)的邻域像素点P_a-1,b、P_a-1,b+1、P_a,b+1、P_a+1,b+1、P_a+1,b，若邻域像素点存在弱边缘点，且该弱边缘点的Flag＝flase，则将该弱边缘点分别放入Q₁和Q₂并设置该弱边缘点的Flag＝true，执行3.3.2.1.4，若5个邻域像素点均为弱边缘点且5个邻域像素点的Flag均为Flag＝flase，则将5个邻域像素点分别放入Q₁和Q₂并设置5个邻域像素点的Flag＝true，转3.3.2.1.4，若邻域像素点中所有弱边缘点的Flag＝true，转3.3.2.1.4，若邻域像素点中存在强边缘点，则设置队列Q₂的Connected＝true，转3.3.2.1.4；若不满足b＝1且1＜a＜L，则执行3.3.2.1.4.3；

3.3.2.1.4.3若a＝1且1＜b＜W，则搜索Q_1,a,b在图像G_qA中位置(a,b)的邻域像素点P_a,b-1、P_a+1,b-1、P_a+1,b、P_a+1,b+1、P_a,b+1，若邻域像素点存在弱边缘点，且该弱边缘点的Flag＝flase，则将该弱边缘点分别放入Q₁和Q₂并设置该边缘点的Flag＝true，转3.3.2.1.4，若5个邻域像素点均为弱边缘点且5个邻域像素点的Flag均为Flag＝flase，则将5个邻域像素点分别放入Q₁和Q₂并设置5个邻域像素点的Flag＝true，转3.3.2.1.4，若邻域像素点中所有弱边缘点的Flag＝true，转3.3.2.1.4，若邻域像素点中存在强边缘点，则设置队列Q₂的Connected＝true，转3.3.2.1.4；若不满足a＝1且1＜b＜W，则执行3.3.2.1.4.4；

3.3.2.1.4.4若1＜a＜L且1＜b＜W，则搜索Q_1,a,b在图像G_1A中位置(a,b)的邻域像素点P_a-1,b-1、P_a-1,b、P_a-1,b+1、P_a,b+1、P_a+1,b+1、P_a+1,b、P_a+1,b-1、P_a,b-1，若邻域像素点存在弱边缘点，且该弱边缘点的Flag＝flase，则将该弱边缘点分别放入Q₁和Q₂并设置该边缘点的Flag＝true，转3.3.2.1.4，若8个邻域像素点均为弱边缘点且8个邻域像素点的Flag均为Flag＝flase，则将8个邻域像素点分别放入Q₁和Q₂并设置8个邻域像素点的Flag＝true，转3.3.2.1.4，若邻域像素点中所有弱边缘点的Flag＝true，转3.3.2.1.4，若邻域像素点中存在强边缘点，则设置队列Q₂的Connected＝true，转3.3.2.1.4；若不满足1＜a＜W且1＜b＜L，同样转3.3.2.1.4；

3.3.2.2搜索Q_1,a,b在图像G_qA中位置(a,b)的邻域像素点P_a-1,b、P_a-1,b-1、P_a,b-1、P_a+1,b-1、P_a+1,b，若邻域像素点存在弱边缘点且该弱边缘点的Flag＝flase，则将该弱边缘点分别放入队列Q₁和Q₂并设置该边缘点的Flag＝true，令a＝a+1，b＝0，转3.3.2.1.4，若5个邻域像素点均为弱边缘点且5个邻域像素点的Flag均为Flag＝flase，则将5个邻域像素点分别放入Q₁和Q₂并设置5个邻域像素点的Flag＝true，令a＝a+1，b＝0，转3.3.2.1.4，若邻域像素点中所有弱边缘点的Flag＝true，令a＝a+1，b＝0，转3.3.2.1.4，若邻域像素点中存在强边缘点，则设置队列Q₂的Connected＝true，令a＝a+1，b＝0，转3.3.2.1.4；

3.3.2.3搜索Q_1,a,b在图像G_qA中位置(a,b)的邻域像素点P_a,b-1、P_a-1,b-1、P_a-1,b、P_a-1,b+1、P_a,b+1，若邻域像素点存在弱边缘点且该弱边缘点Flag＝flase，则将该弱边缘点分别放入队列Q₁和Q₂并设置该边缘点的Flag＝true，转3.3.2.1.4，若5个邻域像素点均为弱边缘点且5个邻域像素点的Flag均为Flag＝flase，则将5个邻域像素点分别放入Q₁和Q₂并设置5个邻域像素点的Flag＝true，转3.3.2.1.4，若邻域像素点中所有弱边缘点的Flag＝true，转3.3.2.1.4，若邻域像素点中存在强边缘点，则设置队列Q₂的Connected＝true，转3.3.2.1.4；

第四步，客户端的结果判定软件从U₁、U₂、U₃的图像边缘检测软件分别接收G₁、G₂、G₃所对应的高压电缆绝缘层表面平整性是否符合要求的结果，若3个结果全是符合要求，则判定G₁、G₂、G₃所对应的高压电缆绝缘层的表面平整性符合要求，所对应的长度为L的高压电缆的绝缘层的表面平整性达到质量要求；若3个结果中有一个不符合要求，则判定G₁、G₂、G₃所对应的高压电缆绝缘层的表面平整性不符合要求，所对应的长度为L的高压电缆的绝缘层的表面平整性未达到质量要求。