一种飞机铆钉表面的伤痕检测方法技术

本发明专利技术提供一种飞机铆钉表面的伤痕检测方法，该方法包括：通过采用灰度化和直方图均衡化、中值滤波、图像增强、图像二值化以及二值图像滤波等方法对采集到的伤痕图像作预处理操作，再经过数学形态学处理对伤痕进行识别，最后利用像素积分投影和最小外接矩形长宽比对伤痕进行定位并得到其详细的参数信息。本发明专利技术方法能够较好的识别到纵向伤痕和横向伤痕，并显示较为详细的伤痕参数信息，为后续对伤痕的研究和制定淘汰带伤痕铆钉的标准都有很大帮助。

【技术实现步骤摘要】
一种飞机铆钉表面的伤痕检测方法
本专利技术涉及图像处理
，尤其涉及一种飞机铆钉表面的伤痕检测方法。
技术介绍
在飞机的飞行过程中，飞机铆钉表面的伤痕是影响飞机安全性的问题之一。随着社会和科学技术的发展，对铆钉的制造质量要求越来越高，在飞机运行过程中铆钉伤痕的检测显得更加重要。传统的利用声光学方法进行检测，步骤复杂，工作量大，不符合现在工作中省时高效的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种能够提高工作效率的飞机铆钉表面的伤痕检测方法。一种飞机铆钉表面的伤痕检测方法，包括以下步骤：步骤1：对采集得到的飞机铆钉图像进行预处理得到伤痕目标突出的二值图像；步骤2：对所述伤痕目标突出的二值图像采用数学形态学处理进行伤痕识别；步骤3：对识别到的伤痕进行定位并显示其特征信息。进一步地，如上所述的飞机铆钉表面的伤痕检测方法，所述预处理包括：对采集得到的飞机铆钉图像依次进行灰度化和直方图均衡化处理、中值滤波处理、图像增强处理、图像二值化处理、二值图像滤波处理。进一步地，如上所述的飞机铆钉表面的伤痕检测方法，所述灰度化和直方图均衡化处理包括：所述灰度化包括：选取像素H(i，j)的R、G、B分量的亮度加权平均值作为此像素的灰度值，计算公式为：Hg(i，j)＝0.299*R(i，j)+0.587*G(i，j)+0.114*B(i，j)(1)。进一步地，如上所述的飞机铆钉表面的伤痕检测方法，所述图像二值化处理包括以下步骤：步骤(1)：统计伤痕图像里的最小灰度值Tmin，最大灰度值Tmax，求取两值的平均值作为初始阈值：步骤(2)：对图像进行分割，利用求出的初始阈值对图像进行分割，得到两个像素集合，G1＝{f(x，y)≥T}，G2＝{f(x，y)＜T}；步骤(3)：对集合G1，G2求其灰度平均值μ1与μ2：步骤(4)：根据μ1与μ2计算出新的阈值：重复步骤(2)、(3)进行迭代，直到计算出的阈值T收敛于某一范围为止。进一步地，如上所述的飞机铆钉表面的伤痕检测方法，所述数学形态学是构建一个具有一定形态的结构元素去匹配和提取图像中对应形状的位置，从而达到对图像进行分析和识别的目的。进一步地，如上所述的飞机铆钉表面的伤痕检测方法，步骤3中所述对识别到的伤痕进行定位包括：通过水平像素积分投影和垂直像素积分投影来绘制其投影曲线，从而定位伤痕的具体区域和参数信息，具体包括以下步骤：(1)选取图像中心点对预处理后的伤痕图像，将其设为I(i，j)，m、n分别表示图像的总行数与总列数。在图像中求取点C(c1，c2)作为中心点，其中(2)对伤痕图像作像素积分投影I(i，j)为伤痕图像，g(i，j)为对应的像素点，n表示图像的列数，则水平像素积分投影为：m为图像的行数，则垂直像素积分投影为：分别判断伤痕的上下边界和左右边界，通过上下边界和左右边界从而定位伤痕的具体区域和参数信息；所述水平像素积分投影包括：对图像I(i，j)利用公式(5)作水平像素积分投影，从c1点开始，向上下两个方向进行扫描。利用伤痕的行间隙对水平像素积分投影得到的像素积分值进行判定，确定伤痕的上下边界；(H(i-1)＞h)∩(H(i-2)＞h)∩…∩(H(i-r)＞h)∩(H(i)＜h)＝1(7)(H(i+1)＜h)∩(H(i+2)＜h)∩…∩(H(i+r)＜h)∩(H(i)＞h)＝1(8)式中h为行切分的阈值，理想情况下为0，本专利技术选取其为1，r是为区分行间隙而设定的阈值，本专利技术固定取1同理，利用公式(6)作垂直像素积投影，从c2点开始，从左右两个方向进行扫描，得到左右边界，其表达式如下：(D(j-1)＞d)∩(D(j-2)＞d)∩…∩(D(j-s)＞d)∩(D(j)＜d)＝1(9)(D(j+1)＜d)∩(D(j+2)＜d)∩…∩(D(j+s)＜d)∩(D(j)＞d)＝1(10)式中d为列切分的阈值，为1，s用于区分列间隙，取值25。进一步地，如上所述的飞机铆钉表面的伤痕检测方法，步骤3中所述对识别到的伤痕进行特征信息显示包括：采用最小外接矩形长宽比的方式进行伤痕判断，具体为：选用矩形长宽之比的比率R作为判断伤痕方向的标准，当比率R大于1时为纵向伤痕，否则为横向伤痕，其公式表示如下：有益效果：本专利技术提供的飞机铆钉表面的伤痕检测方法，针对采集到的图像通过伤痕检测算法判断出铆钉表面是否有伤痕，为纵向伤痕还是横向伤痕，并获取了伤痕详细的参数信息，有效地克服了人工检测带来的误差和低效。附图说明图1为本专利技术飞机铆钉表面的伤痕检测方法流程图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1为本专利技术飞机铆钉表面的伤痕检测方法流程图，如图1所示，包括以下步骤：步骤1：对采集得到的飞机铆钉图像进行预处理得到伤痕目标突出的二值图像；步骤2：对所述伤痕目标突出的二值图像采用数学形态学处理进行伤痕识别；步骤3：对识别到的伤痕进行定位并显示其特征信息。所述预处理包括：对采集得到的飞机铆钉图像依次进行灰度化和直方图均衡化处理、中值滤波处理、图像增强处理、图像二值化处理、二值图像滤波处理。具体地，为了让铆钉表面伤痕显示清楚，首先需要对拍摄出来的图像进行处理，去除影响图像质量的因素，例如光照不均匀、噪声等的干扰。在通过机器视觉算法对图像进行在处理，以突出图像中不清晰的伤痕，也可以确定这些伤痕在图像中的位置，并显示其特征信息，供工作人员作为工作参考。为了使图像得到最有效的处理结果，需要对图像进行多步骤的处理。每个步骤层层递进，最终实现检测目的，图像处理的步骤大致分为三步。首先对图像进行预处理：1.将图像灰度化，得到其灰度图像，再对灰度图像进行直方图转换，得到其直方图均衡化图像。2.在图像采集过程中，由于成像设备传输介质等的干扰会产生噪声，应对图像进行滤波。3.图像在采集过程中，由于环境的因素，采集到的图像容易受到光照、机械振动等因素的影响，因此需要对此类图像进行对比度增强处理来提高对比度。4.为了使后期检测目标更容易，在进行伤痕识别之前应对图像进行二值化处理。5.二值图像滤波。伤痕图像经过预处理之后可以得到伤痕目标突出的二值图像。然后可以根据形态学区域特征来获取伤痕目标并进行检测识别。本专利技术主要用于检测“线状”伤痕，因此根据伤痕的“线状”特点，采用二值化连通区域长短轴的比的特征进行伤痕识别。最后对伤痕进行定位并显示其特征信息：1.为了能精确地获得伤痕信息，该实验采用像素积分投影对伤痕进行水平、垂直方向上的积分投影，并绘制投影曲线，进而定位伤痕的具体区域和参数信息。2.为了能够精确判断伤痕方向，得到伤痕特征，本专利技术选用外接矩形长宽比的方法进行判断。下面针对图1来具体阐述识别方法灰度化和直方图均衡化根据铆钉表面伤痕检测要求，一般要去除不必要的颜色信息，将采集得到的RGB图像转换成灰度图像。一般有以下几种方法可以使RGB图像灰度化：1.分量值法。2.最大值法。3.平均值法。4.加权平均值法。本专利技术选用加权平均值法，选取像素H(i，j)的R、G、B分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种飞机铆钉表面的伤痕检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：对采集得到的飞机铆钉图像进行预处理得到伤痕目标突出的二值图像；步骤2：对所述伤痕目标突出的二值图像采用数学形态学处理进行伤痕识别；步骤3：对识别到的伤痕进行定位并显示其特征信息。

【技术特征摘要】
1.一种飞机铆钉表面的伤痕检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：对采集得到的飞机铆钉图像进行预处理得到伤痕目标突出的二值图像；步骤2：对所述伤痕目标突出的二值图像采用数学形态学处理进行伤痕识别；步骤3：对识别到的伤痕进行定位并显示其特征信息。2.根据权利要求1所述的飞机铆钉表面的伤痕检测方法，其特征在于，所述预处理包括：对采集得到的飞机铆钉图像依次进行灰度化和直方图均衡化处理、中值滤波处理、图像增强处理、图像二值化处理、二值图像滤波处理。3.根据权利要求2所述的飞机铆钉表面的伤痕检测方法，其特征在于，所述灰度化和直方图均衡化处理包括：所述灰度化包括:选取像素H(i,j)的R、G、B分量的亮度加权平均值作为此像素的灰度值，计算公式为：Hg(i,j)＝0.299*R(i,j)+0.587*G(i,j)+0.114*B(i,j)(1)4.根据权利要求2所述的飞机铆钉表面的伤痕检测方法，其特征在于，所述图像二值化处理包括以下步骤：步骤(1)：统计伤痕图像里的最小灰度值Tmin,最大灰度值Tmax,求取两值的平均值作为初始阈值：步骤(2)：对图像进行分割，利用求出的初始阈值对图像进行分割，得到两个像素集合，G1＝{f(x,y)≥T},G2＝{f(x,y)＜T}；步骤(3)：对集合G1，G2求其灰度平均值μ1与μ2：步骤(4):根据μ1与μ2计算出新的阈值：重复步骤(2)、(3)进行迭代，直到计算出的阈值T收敛于某一范围为止。5.根据权利要求2所述的飞机铆钉表面的伤痕检测方法，其特征在于，所述数学形态学处理是构建一个具有一定形态的结构元素去匹配和提取图像中对应形状的位置，从而达到对图像进行分析和识别的目的。6.根据权利要求2所述的飞机铆钉表面的伤痕检测方法，其特征在于，步骤3中所述对识别到的伤痕进行定位包括:通过水平像素积分投影和垂直像素积分投影来绘制其投影曲线，从而定位伤痕...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋世奇，刘丹妮，
申请(专利权)人：成都信息工程大学，
类型：发明
国别省市：四川,51