基于維氏硬度的壓痕圖像識(shí)別方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于維氏硬度的壓痕圖像識(shí)別方法及系統(tǒng)，所述的方法包括：通過(guò)維氏硬度計(jì)在布氏硬度試塊上壓出壓痕；通過(guò)相機(jī)獲取與所述的壓痕對(duì)應(yīng)的壓痕圖像；對(duì)所述的壓痕圖像進(jìn)行聚類粗定位，得到定位范圍；在所述的定位范圍內(nèi)對(duì)所述的壓痕圖像進(jìn)行邊緣抑制提取，得到提取的邊緣；根據(jù)所述的邊緣對(duì)所述的壓痕圖像進(jìn)行四邊擬合定位，得到所述壓痕圖像的最佳擬合直線；根據(jù)所述的最佳擬合直線進(jìn)行角點(diǎn)定位，得到最終角點(diǎn)。解決現(xiàn)有技術(shù)中識(shí)別得到的硬度值具有較大的誤差，準(zhǔn)確性較低的技術(shù)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了對(duì)壓痕圖像的準(zhǔn)確測(cè)量。
【專利說(shuō)明】基于維氏硬度的壓痕圖像識(shí)別方法及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明關(guān)于硬度的測(cè)量技術(shù)，特別是關(guān)于維氏硬度的測(cè)量技術(shù)，具體的講是一種 基于維氏硬度的壓痕圖像識(shí)別方法及系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 硬度測(cè)量廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)和國(guó)家建設(shè)領(lǐng)域。硬度是材料機(jī)械性能 和產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，是固體材料抵抗形變、破壞的能力。物質(zhì)的硬度值的大小不僅 取決于材料本身，而且更取決于測(cè)量方法和測(cè)量條件。常規(guī)的硬度測(cè)量方法按照施加負(fù)荷 的情況可分為靜負(fù)荷試驗(yàn)方法和動(dòng)負(fù)荷試驗(yàn)方法二大類，其中靜負(fù)荷試驗(yàn)方法是在靜負(fù)荷 作用下使壓頭壓入材料來(lái)測(cè)定硬度，如布氏、維氏、洛氏、肖氏等硬度試驗(yàn)方法；動(dòng)負(fù)荷試驗(yàn) 方法是在動(dòng)負(fù)荷作用下使壓頭沖擊材料來(lái)測(cè)定硬度，如沖擊布氏、沖擊肖氏試驗(yàn)。
[0003] 維氏硬度試驗(yàn)是由1925年英國(guó)人R. L. Smith和G. E. Standland發(fā)明，由Vickers 公司首先制造。該種試驗(yàn)方法是利用夾角136°的正四棱錐金剛石壓頭在一定負(fù)荷作用下 壓入試件，通過(guò)測(cè)量菱形壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度來(lái)表示硬度值。關(guān)于壓痕的測(cè)量方式可W分為人 工和半人工測(cè)量?jī)煞N方式。人工測(cè)量采用目測(cè)與手動(dòng)調(diào)節(jié)位移相結(jié)合的方法，借助顯微目 鏡分劃板移動(dòng)試件，確定壓痕上下、左右邊緣的切線位置，分別讀取移動(dòng)的位移大小作為壓 痕寬度計(jì)算硬度。半人工測(cè)量則是明確壓痕大致區(qū)域后利用圖像處理對(duì)壓痕進(jìn)行垂直、水 平軸向范圍內(nèi)的自動(dòng)識(shí)別和測(cè)量。
[0004] 上述傳統(tǒng)的測(cè)量方式中造成誤差的直接原因是由于人工視覺(jué)極易疲勞且受限于 感觀認(rèn)識(shí)差異。隨著工作時(shí)間的推移，工作效率漸低，誤差也會(huì)逐步增大。因此，測(cè)量得到 的硬度值具有較大的誤差，準(zhǔn)確性較低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中測(cè)量得到的硬度值具有較大的誤差，準(zhǔn)確性較低的技術(shù)問(wèn) 題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于維氏硬度的壓痕圖像識(shí)別方法及系統(tǒng)，通過(guò)維氏硬度計(jì) 的光路系統(tǒng)W及相機(jī)分別對(duì)布氏硬度試塊開展自動(dòng)識(shí)別，通過(guò)粗定位將壓痕從不同復(fù)雜背 景中剝離出來(lái)，再進(jìn)行邊緣抑制提取，無(wú)效干擾的邊緣信息得到抑制，從而將壓痕輪廓邊界 的主干邊緣保留下來(lái)，其后通過(guò)精細(xì)定位得到四邊擬合直線，將當(dāng)前測(cè)量的邊界范圍加上 角點(diǎn)從新定位后即可實(shí)現(xiàn)對(duì)壓痕圖像的準(zhǔn)確測(cè)量。
[0006] 本發(fā)明的目的之一是，提供一種基于維氏硬度的壓痕圖像識(shí)別方法，所述的方法 包括；通過(guò)維氏硬度計(jì)在布氏硬度試塊上壓出壓痕；通過(guò)相機(jī)獲取與所述的壓痕對(duì)應(yīng)的壓 痕圖像；對(duì)所述的壓痕圖像進(jìn)行聚類粗定位，得到定位范圍；在所述的定位范圍內(nèi)對(duì)所述 的壓痕圖像進(jìn)行邊緣抑制提取，得到提取的邊緣；根據(jù)所述的邊緣對(duì)所述的壓痕圖像進(jìn)行 四邊擬合定位，得到所述壓痕圖像的最佳擬合直線；根據(jù)所述的最佳擬合直線進(jìn)行角點(diǎn)定 位，得到最終角點(diǎn)。
[0007] 本發(fā)明的目的之一是，提供一種基于維氏硬度的壓痕圖像識(shí)別系統(tǒng)，所述的系統(tǒng) 包括；維式硬度計(jì)，用于在布氏硬度試塊上壓出壓痕；相機(jī)，用于獲取與所述的壓痕對(duì)應(yīng)的 壓痕圖像；聚類粗定位裝置，用于對(duì)所述的壓痕圖像進(jìn)行聚類粗定位，得到定位范圍；抑制 提取裝置，用于在所述的定位范圍內(nèi)對(duì)所述的壓痕圖像進(jìn)行邊緣抑制提取，得到提取的邊 緣；四邊擬合定位裝置，用于根據(jù)所述的邊緣對(duì)所述的壓痕圖像進(jìn)行四邊擬合定位，得到所 述壓痕圖像的最佳擬合直線；角點(diǎn)定位裝置，用于根據(jù)所述的最佳擬合直線進(jìn)行角點(diǎn)定位， 得到最終角點(diǎn)。
[0008] 本發(fā)明的有益效果在于，提供了一種基于維氏硬度的壓痕圖像識(shí)別方法及系統(tǒng)， 通過(guò)維氏硬度計(jì)的光路系統(tǒng)W及相機(jī)分別對(duì)布氏硬度試塊開展自動(dòng)識(shí)別，通過(guò)粗定位將壓 痕從不同復(fù)雜背景中剝離出來(lái)，再進(jìn)行邊緣抑制提取，無(wú)效干擾的邊緣信息得到抑制，從而 將壓痕輪廓邊界的主干邊緣保留下來(lái)，其后通過(guò)精細(xì)定位得到四邊擬合直線，將當(dāng)前識(shí)別 的邊界范圍加上角點(diǎn)從新定位后即可實(shí)現(xiàn)對(duì)壓痕圖像的準(zhǔn)確測(cè)量，具有比較好的自適應(yīng)能 力和魯棒性，解決了現(xiàn)有技術(shù)中測(cè)量得到的硬度值具有較大的誤差，準(zhǔn)確性較低的技術(shù)問(wèn) 題。
[0009] 為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例， 并配合所附圖式，作詳細(xì)說(shuō)明如下。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可W 根據(jù)該些附圖獲得其他的附圖。
[0011] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于維氏硬度的壓痕圖像識(shí)別方法的流程圖；
[0012] 圖2為圖1中的步驟S103的具體流程圖；
[0013] 圖3為圖2中的步驟S201的具體流程圖；
[0014] 圖4為圖2中的步驟S205的具體流程圖；
[0015] 圖5為圖1中的步驟S104的具體流程圖；
[0016] 圖6為圖5中的步驟S502的具體流程圖；
[0017] 圖7為圖1中的步驟S105的具體流程圖；
[0018] 圖8為圖1中的步驟S106的具體流程圖；
[0019] 圖9為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于維氏硬度的壓痕圖像識(shí)別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖； 圖10為圖9中的聚類粗定位裝置300的結(jié)構(gòu)框圖；
[0020] 圖11為圖10中的融合模塊301的結(jié)構(gòu)框圖；
[0021] 圖12為圖10中的鄰近分析模塊305的結(jié)構(gòu)框圖；
[0022] 圖13為圖9中的抑制提取裝置400的結(jié)構(gòu)框圖；
[0023] 圖14為圖13中的直方統(tǒng)計(jì)模塊402的結(jié)構(gòu)框圖；
[0024] 圖15為圖9中的四邊擬合定位裝置500的結(jié)構(gòu)框圖；
[00巧]圖16為圖9中的角點(diǎn)定位裝置600的結(jié)構(gòu)框圖；
[0026] 圖17為TH700維氏硬度計(jì)的基本測(cè)量光路示意圖；
[0027] 圖18為5 =2. 5時(shí)的高斯核系數(shù)的曲線示意圖；
[002引圖19為原始維氏壓痕1的示意圖；
[0029] 圖20為原始維氏壓痕1抑制后的邊緣示意圖；
[0030] 圖21為原始維氏壓痕2的示意圖；
[0031] 圖22為原始維氏壓痕2抑制后的邊緣示意圖；
[0032] 圖23為原始維氏壓痕3的示意圖；
[0033] 圖24為原始維氏壓痕3抑制后的邊緣示意圖；
[0034] 圖25為直線截矩的幾何示意圖；
[00巧]圖26為壓痕輪廓的4個(gè)角點(diǎn)的示意圖；
[0036] 圖27為壓痕輪廓的角點(diǎn)提取時(shí)的示意圖；
[0037] 圖28為原始維氏壓痕4的示意圖；
[0038] 圖29為原始維氏壓痕4識(shí)別后的示意圖；
[0039] 圖30為原始維氏壓痕5的示意圖；
[0040] 圖31為原始維氏壓痕5識(shí)別后的示意圖；
[0041] 圖32為原始維氏壓痕6的示意圖；
[0042] 圖33為原始維氏壓痕6識(shí)別后的示意圖；
[0043] 圖34為原始維氏壓痕7的示意圖；
[0044] 圖35為原始維氏壓痕7識(shí)別后的示意圖；
[0045] 圖36為原始維氏壓痕8的示意圖；
[0046] 圖37為原始維氏壓痕8識(shí)別后的示意圖；
[0047] 圖38為a > 90。時(shí)直線截矩的幾何示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0048] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0049] -般來(lái)說(shuō)，不同試件表面由于粗趟度、磨損程度的不同，壓痕背景具有較大的不確 定度。結(jié)合被測(cè)試件的壓痕成像效果，本文提出了粗定位、邊緣提取分析、四邊擬合定位、角 點(diǎn)精細(xì)定位的方法。
[0050] 由于受不同金屬反射率的不同，自動(dòng)識(shí)別過(guò)程會(huì)面臨如下幾種情況：
[0051] (1)、根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合不同，外部光強(qiáng)度有較大差異，壓痕中也區(qū)域會(huì)出現(xiàn)反光的亮 斑，且亮斑位置范圍不確定。壓痕與試件表面的對(duì)比度也或強(qiáng)或弱，該都給自動(dòng)識(shí)別定位帶 來(lái)了困難。
[0052] (2)、不同材質(zhì)物體表面的粗趟度、光潔度、反射率不同，因此成像效果本身就帶有 極大不確定性。受各種條件影響，金屬表面甚至還會(huì)出現(xiàn)鎊斑和不規(guī)則的紋理，基于簡(jiǎn)單的 分割剝離、邊緣提取是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足精細(xì)處理的要求。
[0053] 綜合上面的分析，本發(fā)明在測(cè)量方式上提出如下假設(shè)：
[0054] ( 1 )、測(cè)量壓痕的中也應(yīng)大致靠近于圖像的正中位置。
[005引（2)、壓痕應(yīng)是當(dāng)前視場(chǎng)內(nèi)圖像的主體，壓痕占全圖的面積大致比例為；20%-85%。
[0056] (3)、通過(guò)同軸光源的照射后，壓痕的成像效果應(yīng)當(dāng)與周圍不僅有所區(qū)別，而且也 具有一定的聚合度和剛性。
[0057] (4)、出于功能的考慮，壓痕的大致中也位置預(yù)先由人工設(shè)定。
[0058] 本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)維氏硬度計(jì)的光路系統(tǒng)W及相機(jī)分別對(duì)布氏硬度試塊開展自 動(dòng)識(shí)別，通過(guò)粗定位將壓痕從不同復(fù)雜背景中剝離出來(lái)，再進(jìn)行邊緣抑制提取，無(wú)效干擾的 邊緣信息得到抑制，從而將壓痕輪廓邊界的主干邊緣保留下來(lái)，其后通過(guò)精細(xì)定位得到四 邊擬合直線，將當(dāng)前測(cè)量的邊界范圍加上角點(diǎn)從新定位后即可實(shí)現(xiàn)對(duì)壓痕圖像的準(zhǔn)確測(cè) 量。圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于維氏硬度的壓痕圖像識(shí)別方法的流程圖，由圖1 可知，該方法具體包括：
[0059] S101 ;通過(guò)維氏硬度計(jì)在布氏硬度試塊上壓出壓痕。在具體的實(shí)施方式中，維氏硬 度計(jì)諸如為TH700,圖17為其對(duì)應(yīng)的基本測(cè)量光路示意圖，由圖17可知，TH700維氏硬度計(jì) 的基本成像光路采用同軸光源，由光源101、直角棱鏡102、放大物鏡103組成。光源通過(guò)棱 鏡均勻投射到布氏硬度試塊104的表面。
[0060] S102;通過(guò)相機(jī)獲取與所述的壓痕對(duì)應(yīng)的壓痕圖像，在具體的實(shí)施方式中，相機(jī)可 通過(guò)CMOS相機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，如圖17中的工業(yè)CMOS相機(jī)。
[0061] S103 ;對(duì)所述的壓痕圖像進(jìn)行聚類粗定位，得到定位范圍。圖2為步驟S103的具 體流程圖，本發(fā)明通過(guò)梯度融合與聚類相結(jié)合對(duì)壓痕輪廓進(jìn)行粗定位。
[0062] S104;在所述的定位范圍內(nèi)對(duì)所述的壓痕圖像進(jìn)行邊緣抑制提取，得到提取的邊 緣。圖5為步驟S104的具體流程圖。
[0063] S105;根據(jù)所述的邊緣對(duì)所述的壓痕圖像進(jìn)行四邊擬合定位，得到所述壓痕圖像 的最佳擬合直線。圖7為步驟S105的具體流程圖。
[0064] S106 ;根據(jù)所述的最佳擬合直線進(jìn)行角點(diǎn)定位，得到最終角點(diǎn)。圖8為步驟S106 的具體流程圖。下面逐一對(duì)各個(gè)步驟進(jìn)行詳細(xì)介紹。
[0065] 圖2為圖1中的步驟S103的具體流程圖，由圖2可知，步驟S103具體包括：
[0066] S201 ;對(duì)所述的壓痕圖像進(jìn)行融合，得到融合圖像矩陣。圖3為步驟S201的具體 流程圖，由圖3可知，該步驟具體包括：
[0067] S301 ;確定所述壓痕圖像的水平方向梯度分量；
[0068] S302 ;確定所述壓痕圖像的垂直方向梯度分量；
[0069] 設(shè)壓痕圖像為f (X，y)，則水平方向梯度分量為fx、垂直方向梯度分量為fy。
[0070] S303;根據(jù)所述的水平方向梯度分量W及所述垂直方向梯度分量確定與所述的壓 痕圖像對(duì)應(yīng)的梯度模矩陣f' (x，y)。
[0071] 由水平方向梯度分量和垂直方向梯度分量可W計(jì)算當(dāng)前梯度模矩陣，表達(dá)式如 下：
[007引 f'ix，y) = 4WTW (])
[0073] 其中，梯度= I；二者可W直接通過(guò)公式（2)的索貝爾Sobel算子卷積得 到；
[0074]

【權(quán)利要求】
1. 一種基于維氏硬度的壓痕圖像識(shí)別方法，其特征是，所述的方法包括： 通過(guò)維氏硬度計(jì)在布氏硬度試塊上壓出壓痕； 通過(guò)相機(jī)獲取與所述的壓痕對(duì)應(yīng)的壓痕圖像； 對(duì)所述的壓痕圖像進(jìn)行聚類粗定位，得到定位范圍； 在所述的定位范圍內(nèi)對(duì)所述的壓痕圖像進(jìn)行邊緣抑制提取，得到提取的邊緣； 根據(jù)所述的邊緣對(duì)所述的壓痕圖像進(jìn)行四邊擬合定位，得到所述壓痕圖像的最佳擬合 直線； 根據(jù)所述的最佳擬合直線進(jìn)行角點(diǎn)定位，得到最終角點(diǎn)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，對(duì)所述的壓痕圖像進(jìn)行聚類粗定位，得到定 位范圍包括： 對(duì)所述的壓痕圖像進(jìn)行融合，得到融合圖像矩陣； 對(duì)所述的融合圖像矩陣進(jìn)行分割，得到二值化圖像； 對(duì)所述的二值化圖像進(jìn)行腐蝕剝離形態(tài)運(yùn)算，得到待聚類樣本圖像矩陣； 根據(jù)試探聚類算法將所述的待聚類樣本圖像矩陣分為壓痕以及無(wú)效點(diǎn)； 對(duì)所述的壓痕進(jìn)行鄰近分析，得到分析結(jié)果； 根據(jù)所述的分析結(jié)果采用聚類補(bǔ)償法對(duì)填充后的壓痕進(jìn)行聚類粗定位，得到定位范 圍。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征是，對(duì)所述的壓痕圖像進(jìn)行融合，得到融合圖像 矩陣包括： 確定所述壓痕圖像的水平方向梯度分量； 確定所述壓痕圖像的垂直方向梯度分量； 根據(jù)所述的水平方向梯度分量以及所述垂直方向梯度分量確定與所述的壓痕圖像對(duì) 應(yīng)的梯度模矩陣； 獲取預(yù)先設(shè)定的權(quán)值系數(shù)； 根據(jù)所述的權(quán)值系數(shù)將所述的梯度模矩陣與所述的壓痕圖像進(jìn)行融合，得到融合圖像 矩陣。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征是，對(duì)所述的壓痕進(jìn)行鄰近分析包括： 獲取預(yù)先設(shè)定的所述壓痕的起始位置； 采用自適應(yīng)法確定待聚類樣本圖像矩陣的起始距離； 采用自適應(yīng)法確定待聚類樣本圖像矩陣的步長(zhǎng)值； 確定所述待聚類樣本圖像矩陣中各個(gè)樣本到所述壓痕中心的歐氏距離。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的方法，其特征是，在所述的定位范圍內(nèi)對(duì)所述的壓痕圖像 進(jìn)行邊緣抑制提取包括： 構(gòu)造高斯一階導(dǎo)核函數(shù)； 根據(jù)所述的高斯一階導(dǎo)函數(shù)進(jìn)行直方統(tǒng)計(jì)； 獲取預(yù)先設(shè)定的抑制閾值； 根據(jù)所述的抑制閾值進(jìn)行梯度抑制遍歷，得到初次抑制矩陣； 對(duì)所述的初次抑制矩陣進(jìn)行掃描標(biāo)記； 對(duì)掃描標(biāo)記后的初次抑制矩陣進(jìn)行提取，得到提取的邊緣。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征是，根據(jù)所述的高斯一階導(dǎo)函數(shù)進(jìn)行直方統(tǒng)計(jì) 具體包括： 根據(jù)所述的高斯一階導(dǎo)函數(shù)確定高斯核系數(shù)； 根據(jù)所述的高斯核系數(shù)在所述的定位范圍內(nèi)對(duì)所述的壓痕圖像做卷積，得到二維高斯 梯度矩陣； 確定所述二維高斯梯度矩陣的梯度模矩陣； 確定所述二維高斯梯度矩陣的梯度角度矩陣； 對(duì)所述的梯度角度矩陣進(jìn)行方向標(biāo)志劃分； 根據(jù)方向標(biāo)志劃分后的梯度角度矩陣對(duì)所述的二維高斯梯度矩陣進(jìn)行直方統(tǒng)計(jì)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的方法，其特征是，根據(jù)所述的邊緣對(duì)所述的壓痕圖像進(jìn)行 四邊擬合定位，得到所述壓痕圖像的最佳擬合直線具體包括： 根據(jù)所述的邊緣構(gòu)造所述壓痕圖像的四邊對(duì)應(yīng)的直線方程； 對(duì)所述的直線方程對(duì)應(yīng)的斜率角度進(jìn)行分類，得到斜率角度類別； 對(duì)所述的直線方程對(duì)應(yīng)的截距進(jìn)行分類，得到截距類別； 根據(jù)所述的斜率角度類別、所述的截距類別確定所述壓痕圖像內(nèi)的直線軌跡； 逐一搜索所述的直線軌跡所覆蓋的有效邊緣點(diǎn)的數(shù)量； 根據(jù)所述的有效邊緣點(diǎn)的數(shù)量確定擬合直線。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征是，根據(jù)所述的最佳擬合直線進(jìn)行角點(diǎn)定位具 體包括： 根據(jù)所述的最佳擬合直線確定所述壓痕圖像的初步角點(diǎn)； 以所述的初步角點(diǎn)的坐標(biāo)為中心擴(kuò)展范圍，得到所述初步角點(diǎn)的局部圖像； 對(duì)所述的局部圖像進(jìn)行均值統(tǒng)計(jì)，得到均值統(tǒng)計(jì)閾值； 根據(jù)所述的均值統(tǒng)計(jì)閾值分割所述的局部圖像，得到二值圖； 對(duì)所述的二值圖進(jìn)行濾除，得到濾除圖像； 統(tǒng)計(jì)所述的濾除圖像的投影值； 根據(jù)所述的投影值確定出最終角點(diǎn)。
9. 一種基于維氏硬度的壓痕圖像識(shí)別系統(tǒng)，其特征是，所述的系統(tǒng)包括： 維式硬度計(jì)，用于在布氏硬度試塊上壓出壓痕； 相機(jī)，用于獲取與所述的壓痕對(duì)應(yīng)的壓痕圖像； 聚類粗定位裝置，用于對(duì)所述的壓痕圖像進(jìn)行聚類粗定位，得到定位范圍； 抑制提取裝置，用于在所述的定位范圍內(nèi)對(duì)所述的壓痕圖像進(jìn)行邊緣抑制提取，得到 提取的邊緣； 四邊擬合定位裝置，用于根據(jù)所述的邊緣對(duì)所述的壓痕圖像進(jìn)行四邊擬合定位，得到 所述壓痕圖像的最佳擬合直線； 角點(diǎn)定位裝置，用于根據(jù)所述的最佳擬合直線進(jìn)行角點(diǎn)定位，得到最終角點(diǎn)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的聚類粗定位裝置具體包括： 融合模塊，用于對(duì)所述的壓痕圖像進(jìn)行融合，得到融合圖像矩陣； 分割模塊，用于對(duì)所述的融合圖像矩陣進(jìn)行分割，得到二值化圖像； 腐蝕剝離模塊，用于對(duì)所述的二值化圖像進(jìn)行腐蝕剝離形態(tài)運(yùn)算，得到待聚類樣本圖 像矩陣； 分類模塊，用于根據(jù)試探聚類算法將所述的待聚類樣本圖像矩陣分為壓痕以及無(wú)效 占. 鄰近分析模塊，用于對(duì)所述的壓痕進(jìn)行鄰近分析，得到分析結(jié)果； 中心填充模塊，用于根據(jù)所述的分析結(jié)果采用聚類補(bǔ)償法對(duì)所述壓痕的中心進(jìn)行填 充； 聚類粗定位模塊，用于根據(jù)所述的分析結(jié)果采用聚類補(bǔ)償法對(duì)填充后的壓痕進(jìn)行聚類 粗定位，得到定位范圍。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的融合模塊具體包括： 水平方向梯度分量確定單元，用于確定所述壓痕圖像的水平方向梯度分量； 垂直方向梯度分量確定單元，用于確定所述壓痕圖像的垂直方向梯度分量； 梯度模矩陣確定單元，用于根據(jù)所述的水平方向梯度分量以及所述垂直方向梯度分量 確定與所述的壓痕圖像對(duì)應(yīng)的梯度模矩陣； 權(quán)值系數(shù)獲取單元，用于獲取預(yù)先設(shè)定的權(quán)值系數(shù)； 融合單元，用于根據(jù)所述的權(quán)值系數(shù)將所述的梯度模矩陣與所述的壓痕圖像進(jìn)行融 合，得到融合圖像矩陣。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的鄰近分析模塊具體包括： 起始位置獲取單元，用于獲取預(yù)先設(shè)定的所述壓痕的起始位置； 起始距離確定單元，用于采用自適應(yīng)法確定待聚類樣本圖像矩陣的起始距離； 步長(zhǎng)值確定單元，用于采用自適應(yīng)法確定待聚類樣本圖像矩陣的步長(zhǎng)值； 歐氏距離確定單元，用于確定所述待聚類樣本圖像矩陣中各個(gè)樣本到所述壓痕中心的 歐氏距離。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9或12所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的抑制提取裝置具體包括： 核函數(shù)構(gòu)造模塊，用于構(gòu)造高斯一階導(dǎo)核函數(shù)； 直方統(tǒng)計(jì)模塊，用于根據(jù)所述的高斯一階導(dǎo)函數(shù)進(jìn)行直方統(tǒng)計(jì)； 抑制閾值獲取模塊，用于獲取預(yù)先設(shè)定的抑制閾值； 梯度抑制遍歷模塊，用于根據(jù)所述的抑制閾值進(jìn)行梯度抑制遍歷，得到初次抑制矩 陣； 掃描標(biāo)記模塊，用于對(duì)所述的初次抑制矩陣進(jìn)行掃描標(biāo)記； 提取模塊，用于對(duì)掃描標(biāo)記后的初次抑制矩陣進(jìn)行提取，得到提取的邊緣。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的直方統(tǒng)計(jì)模塊具體包括： 高斯核系數(shù)確定單元，用于根據(jù)所述的高斯一階導(dǎo)函數(shù)確定高斯核系數(shù)； 卷積單元，用于根據(jù)所述的高斯核系數(shù)在所述的定位范圍內(nèi)對(duì)所述的壓痕圖像做卷 積，得到二維高斯梯度矩陣； 梯度模矩陣確定單元，用于確定所述二維高斯梯度矩陣的梯度模矩陣； 梯度角度矩陣確定單元，用于確定所述二維高斯梯度矩陣的梯度角度矩陣； 方向標(biāo)志劃分單元，用于對(duì)所述的梯度角度矩陣進(jìn)行方向標(biāo)志劃分； 直方統(tǒng)計(jì)單元，用于根據(jù)方向標(biāo)志劃分后的梯度角度矩陣對(duì)所述的二維高斯梯度矩陣 進(jìn)行直方統(tǒng)計(jì)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求9或14所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的四邊擬合定位裝置具體包括： 直線方程構(gòu)造模塊，用于根據(jù)所述的邊緣構(gòu)造所述壓痕圖像的四邊對(duì)應(yīng)的直線方程； 斜率角度分類模塊，用于對(duì)所述的直線方程對(duì)應(yīng)的斜率角度進(jìn)行分類，得到斜率角度 類別； 截距分類模塊，用于對(duì)所述的直線方程對(duì)應(yīng)的截距進(jìn)行分類，得到截距類別； 直線軌跡確定模塊，用于根據(jù)所述的斜率角度類別、所述的截距類別確定所述壓痕圖 像內(nèi)的直線軌跡； 數(shù)量搜索模塊，用于逐一搜索所述的直線軌跡所覆蓋的有效邊緣點(diǎn)的數(shù)量； 擬合直線確定模塊，用于根據(jù)所述的有效邊緣點(diǎn)的數(shù)量確定擬合直線。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的角點(diǎn)定位裝置具體包括： 初步角點(diǎn)確定模塊，用于根據(jù)所述的最佳擬合直線確定所述壓痕圖像的初步角點(diǎn)； 局部圖像確定模塊，用于以所述的初步角點(diǎn)的坐標(biāo)為中心擴(kuò)展范圍，得到所述初步角 點(diǎn)的局部圖像； 均值統(tǒng)計(jì)模塊，用于對(duì)所述的局部圖像進(jìn)行均值統(tǒng)計(jì)，得到均值統(tǒng)計(jì)閾值； 分割模塊，用于根據(jù)所述的均值統(tǒng)計(jì)閾值分割所述的局部圖像，得到二值圖； 濾除模塊，用于對(duì)所述的二值圖進(jìn)行濾除，得到濾除圖像； 投影值統(tǒng)計(jì)模塊，用于統(tǒng)計(jì)所述的濾除圖像的投影值； 最終角點(diǎn)確定模塊，用于根據(jù)所述的投影值確定出最終角點(diǎn)。
【文檔編號(hào)】G01N3/42GK104422628SQ201310395075
【公開日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2013年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月3日
【發(fā)明者】劉閣, 吳速, 楊長(zhǎng)江, 武劍, 曹永超 申請(qǐng)人:北京時(shí)代之峰科技有限公司