[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

摘要

本发明公开了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，目的是解决现有方法效率低、准确性不高等问题。技术方案是先搭建由工业相机、数字图像处理器、客户端组成的检测平台，数字图像处理器内烧有图像边缘检测软件，客户端上安装有结果判定软件。3个工业相机提取高压电缆绝缘层表面图像信息，分别得到3幅图像，3个图像边缘检测软件分别并行对3幅图像进行去噪，并分别并行地对去噪后的图像中的凹凸区域进行边缘检测，判定去噪后的图像所对应的高压电缆绝缘层是否存在真实边缘，以判定所对应的高压电缆绝缘层表面平整性是否符合要求；结果判定软件再根据3个结果进行综合判定。采用本发明可以提高速度和判断的准确性。

主权项

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；Uq的图像边缘检测软件检测Gq凹凸边缘的方法为，1≤q≤3：3.1Uq的图像边缘检测软件采用小波变换对数字图像Gq进行去噪操作得到GqA，GqA大小为W×L；3.2Uq的图像边缘检测软件计算GqA的图像阈值T；3.3Uq的图像边缘检测软件对GqA中的凹凸区域进行边缘检测，判定GqA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GqA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GqA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GqA中第a行第b列像素点Pa,b的访问标志Flag为false，Pa,b的访问标志Flag用Flaga,b表示，即令Flaga,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GqA已检测完毕且不存在真实边缘，向客户端输出“GqA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Pa,b的梯度值Ka,b大于等于T，则Pa,b为强边缘点，令Flaga,b＝false，且b＝b+1，转3.3.2.1；若Pa,b的梯度值Ka,b小于T，判定Pa,b为弱边缘点，若Flaga,b＝true，设置b＝b+1，转3.3.2.1，若Flaga,b＝false，执行3.3.2.1.3；3.3.2.1.3将Pa,b放入Q1，作为Q1中的元素Q1,a,b，将Pa,b放入Q2，作为Q2中的元素Q2,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GqA存在真实边缘，说明GqA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“GqA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Q1,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Q1,a,b在图像GqA中位置(a,b)的邻域像素点Pa,b+1、Pa+1,b+1和Pa+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Q1,a,b在图像GqA中位置(a,b)的邻域像素点Pa‑1,b、Pa‑1,b+1、Pa,b+1、Pa+1,b+1、Pa+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Q1,a,b在图像GqA中位置(a,b)的邻域像素点Pa,b‑1、Pa+1,b‑1、Pa+1,b、Pa+1,b+1、Pa,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Q1,a,b在图像G1A中位置(a,b)的邻域像素点Pa‑1,b‑1、Pa‑1,b、Pa‑1,b+1、Pa,b+1、Pa+1,b+1、Pa+1,b、Pa+1,b‑1、Pa,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Q1,a,b在图像GqA中位置(a,b)的邻域像素点Pa‑1,b、Pa‑1,b‑1、Pa,b‑1、Pa+1,b‑1、Pa+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Q1,a,b在图像GqA中位置(a,b)的邻域像素点Pa,b‑1、Pa‑1,b‑1、Pa‑1,b、Pa‑1,b+1、Pa,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。