[发明专利]一种布氏硬度检测方法及检测系统

权利要求书

1.一种布氏硬度检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S10、获取待测金属样品上包含布氏圆形压痕的图像；

S20、对图像进行中值滤波；

S30、对滤波后的图像进行二值化处理；

S40、利用K-means聚类算法识别并标记图像中布氏圆形压痕的圆心大致位置；

S50、根据所述圆心大致位置利用Hough变换圆检测定位法定位最契合布氏圆形压痕的霍尔圆；

S60、通过换值算法得到布氏圆形压痕在待测金属样品上的真实直径，并根据布氏硬度对照表得出待测样品金属的硬度；

所述步骤S40具体包括：

S41、给定要生成簇的数目k；

S42、在二值化处理后的图像中，随机选取k个像素点作为初始的k个聚类中心；

S43、计算剩余像素点到各聚类中心的距离，并把该像素点归到距离它最近的聚类中心所在的类中；

S44、对每个类中的像素点使用平均值的方法计算新的聚类中心；

S45、重复步骤S43和步骤S44 直至聚类中心收敛至一个固定的值，即为图像中布氏圆形压痕的圆心大致位置；

所述步骤S50具体包括：利用Hough变换圆检测定位法根据原图的像素点分布搜寻出多个霍尔圆，所述多个霍尔圆包括一个最契合布氏圆形压痕的霍尔圆和若干多余的杂霍尔圆，选取圆心与标记的圆心大致位置最近的霍尔圆即为最契合布氏圆形压痕的霍尔圆。

2.一种布氏硬度检测系统，其特征在于，包括图像采集设备和计算机，所述图像采集设备用于获取待测金属样品上包含布氏圆形压痕的图像；所述计算机包括滤波模块、二值化处理模块、聚类模块、定位模块和换值模块，所述滤波模块用于对图像进行中值滤波，所述二值化处理用于对滤波后的图像进行二值化处理，所述聚类模块用于利用K-means聚类算法识别并标记图像中布氏圆形压痕的圆心大致位置，所述定位模块用于根据所述圆心大致位置利用Hough变换圆检测定位法定位最契合布氏圆形压痕的霍尔圆，所述换值模块用于通过换值算法得到布氏圆形压痕在待测金属样品上的真实直径，并根据布氏硬度对照表得出待测样品金属的硬度；

所述利用K-means聚类算法识别并标记图像中布氏圆形压痕的圆心大致位置，具体包括：

S41、给定要生成簇的数目k；

S42、在二值化处理后的图像中，随机选取k个像素点作为初始的k个聚类中心；

S43、计算剩余像素点到各聚类中心的距离，并把该像素点归到距离它最近的聚类中心所在的类中；

S44、对每个类中的像素点使用平均值的方法计算新的聚类中心；

S45、重复步骤S43和步骤S44 直至聚类中心收敛至一个固定的值，即为图像中布氏圆形压痕的圆心大致位置；

根据所述圆心大致位置利用Hough变换圆检测定位法定位最契合布氏圆形压痕的霍尔圆，具体包括：利用Hough变换圆检测定位法根据原图的像素点分布搜寻出多个霍尔圆，所述多个霍尔圆包括一个最契合布氏圆形压痕的霍尔圆和若干多余的杂霍尔圆，选取圆心与标记的圆心大致位置最近的霍尔圆即为最契合布氏圆形压痕的霍尔圆。

3.如权利要求2所述的布氏硬度检测系统，其特征在于，该系统还包括显示器，所述显示器用于显示所述图像采集设备获取的图像原图以及经过计算机处理后的图像。

4.如权利要求3所述的布氏硬度检测系统，其特征在于，所述显示器上设有两个显示框，一个显示框用于装载所述图像采集设备获取的画面并显示获取的图像原图，另一个显示框用于装载经过计算机处理后的图像。

5.如权利要求3所述的布氏硬度检测系统，其特征在于，所述显示器上设有两个文本框和一个列表，所述两个文本框分别用于显示布氏圆形压痕的直径以及对应得到的硬度，所述列表用于记录和查阅得到的历史直径和硬度。

6.如权利要求2所述的布氏硬度检测系统，其特征在于，所述图像采集设备为相机，所述相机的镜头在拍摄时紧贴待测金属样品，保证拍摄到的图片上的像素点距离与实际距离有固定不变的比例常数m。