一种检测轮胎橡胶中几何形杂质的图像处理方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种检测轮胎橡胶中几何形杂质的图像处理方法及系统，方法包括：步骤1、获取轮胎橡胶的二值化图像；步骤2、根据橡胶像素点和炭黑像素点的不同特征值，获取二值化图像中的炭黑像素点的连通域；步骤3、计算每个连通域的面积A和宽度d；步骤4、根据每个连通域的面积A和宽度d，计算每个连通域的细长度S；步骤5、将计算得到的每个连通域的细长度与预设阈值进行比较，细长度超过预设阈值的连通域为二值化图像中具有炭黑像素点的几何形杂质。本发明专利技术产生的有益效果是：利用连通域细长度对二值化图像进行处理，可以识别并图像分割二值化图像中的直线、圆形和曲线等几何形杂质，得到的二值化图像更能体现橡胶中炭黑的分布性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及图像处理
，尤其涉及一种检测轮胎橡胶中几何形杂质的图像处理方法及系统。
技术介绍
在实际的轮胎橡胶混炼以及胶料图像采集过程中，由于某些人为、系统等不可控制的因素会使得胶料样本中存在一些杂质。这些杂质或嵌入在胶料内部、或附在胶料的表面。在带光源的显微镜下成像时，这些杂质会呈现和炭黑相同的光学特性。由于炭黑的识别是基于炭黑与橡胶在灰度上的差异特征，因此，这些杂质也会被识别为炭黑，在二值图中表现与炭黑一样的白色区域，对炭黑的识别带来了一定的困难。在二值图像中，单个像素点的灰度信息同样无法区分炭黑和杂质，因此需要进行区域标记，将相邻的特征像素点划分到同一区域，形成连通域，通过分析连通域的几何特性对炭黑和杂质进行区分。对连通域的几何特征进行研究，将杂质分为以下四类：大颗粒杂质、直线形杂质、气孔杂质(圆形杂质)和曲线形杂质，对于大颗粒杂质通过区域的面积大小就可以进行区分，但对于将直线形杂质、圆形杂质和曲线形杂质这三种从图像中区分开来则非常困难。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于针对现有技术中很难对几何形杂质进行识别区分的缺陷，提供一种检测轮胎橡胶中几何形杂质的图像处理方法及系统。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种检测轮胎橡胶中几何形杂质的图像处理方法，包括以下步骤：步骤1、获取轮胎橡胶的二值化图像；步骤2、根据二值化图像中橡胶像素点和炭黑像素点的不同特征值，获取二值化图像中的炭黑像素点的连通域；步骤3、计算二值化图像中炭黑像素点的每个连通域的面积A和宽度d；步骤4、根据每个连通域的面积A和宽度d，计算每个连通域的细长度S，计算公式为： S = A d 2 ; ]]>步骤5、将计算得到的每个连通域的细长度与预设阈值进行比较，细长度超过预设阈值的连通域为二值化图像中具有炭黑像素点的几何形杂质。本专利技术所述的方法中，所述方法还包括：步骤6、图像分割二值化图像中炭黑像素点的细长度超过预设阈值的连通域。本专利技术所述的方法中，所述预设阈值为1.3。本专利技术所述的方法中，所述步骤2具体利用区域生长法获取二值化图像中炭黑像素点的连通域，具体包括以下步骤：步骤21、对二值化图像进行顺序扫描，找到第一个未被标记且特征值为1的像素点(x0,y0)，其中橡胶像素点的特征值为0，炭黑像素点的特征值为1；步骤22、将以(x0,y0)为中心的8邻域像素点中未被标记且特征值为1的像素点标记为同一连通域并压入栈中；步骤23、当确定栈不为空时，从栈中取出一个像素点(xa,ya)，将像素点(xa,ya)作为(x0,y0)并转至步骤22；步骤24、当确定栈为空时，判断二值化图像中的所有特征值为1的像素点是否均被标记，若否，则转至步骤21；若是，则完成连通域的标记。本专利技术所述的方法中，所述步骤3中，计算每个连通域的面积A的计算公式为： A = Σ i = 1 M Σ j = 1 N f ( x , y ) , ]]>A为连通域的面积，f(x,y)为像素点，M为连通域x方向的范围，N为连通域y方向的范围。本专利技术所述的方法中，所述步骤3中具体利用腐蚀算法计算每个连通域的宽度d，具体包括以下步骤：步骤31、利用结构元G对每个连通域进行扫描，其中G为3*3大小的结构元，G的中心点为(xb,yb)；步骤32、判断结构元G覆盖的每个连通域中所有像素点的特征值是否均为1，其中橡胶像素点的特征值为0，炭黑像素点的特征值为1：若是，则保持像素点(xb,yb)的特征值为1；若否，则将像素点(xb,yb)的特征值赋为0；步骤33、当确定未完成对每个连通域的一次扫描时，转至步骤31；步骤34、当确定完成对每个连通域的一次扫描时，腐蚀次数p赋为p+1，判断每个连通域中所有像素点的特征值是否均为0，其中腐蚀次数p的初始值为0；步骤35、当确定每个连通域中所有像素点的特征值未均为0时，转至步骤31；步骤36、当确定每个连通域中所有像素点的特征值均为0时，根据腐蚀次数p计算每个连通域的宽度d，计算公式为d＝2p。本专利技术还提供一种检测轮胎橡胶中几何形杂质的图像处理系统，具体包括：第一获取模块，用于获取轮胎橡胶的二值化图像；第二获取模块，用于根据二值化图像中橡胶像素点和炭黑像素点的不同特征值，获取二值化图像中的炭黑像素点的连通域；第一计算模块，用于计算二值化图像中炭黑像素点的每个连通域的面积A和宽度d；第二计算模块，用于根据每个连通域的面积A和宽度d，计算每个连通域的细长度S，计算公式为： S = A d 2 ; ]]>比较模块，用于将计算得到的每个连通域的细长度与预设阈值进行比较，细长度超过预设阈值的连通域为二值化图像中具有炭黑像素点的几何形杂质。本专利技术所述的系统中，所述系统还包括：分割模块，用于图像分割二值化图像中炭黑像素点的细长度超过预设阈值的连通域。本专利技术所述的系统中，所述预设阈值为1.3。本专利技术所述的系统中，所述第二获取模块包括：第一扫描单元，用于对二值化图像进行顺序扫描，找到第一个未被标记且特征值为1的像素点(x0,y0)，其中橡胶像素点的特征值为0，炭黑像素点的特征值为1；标记单元，用于将以(x0,y0)为中心的8邻域像素点中未被标记且特征值为1的像素点标记为同一连通域并压入栈中；第一确定单元，用于当确定栈不为空时，从栈中取出一个像素点(xa,ya)，将像素点(xa,ya)作为(x0,y0)并返回标记单元；第二确定单元，用于当确定栈为空时，判断二值化图像中的所有特征值为1的像素点是否均被标记，若否，则返回第一扫描单元；若是，则完成连通域的标记。本专利技术所述的系统中，所述第一计算模块计算每个连通域的面积A的计算公式为： A = Σ i = 1 M Σ j = 1 N f ( x , y ) , ]]>A为连通域的面积，f(x,y)为像素点，M为连通域x方向的范围，N为连通域y方向的范围。本专利技术所述的系统中，所述第一计算模块包括：第二扫描单元，用于利用结构元G对每个连通域进行扫描，其中G为3*3大小的结构元，G的中心点为(xb,yb)；判断单元，用于判断结构元G覆盖的每个连通域中所有像素点的特征值是否均为1，其中橡胶像素点的特征值为0，炭黑像素点的特征值为1：若是，则保持像素点(xb,yb)的特征值为1；若否，则将像素本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测轮胎橡胶中几何形杂质的图像处理方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、获取轮胎橡胶的二值化图像；步骤2、根据二值化图像中橡胶像素点和炭黑像素点的不同特征值，找到二值化图像中的炭黑像素点的连通域；步骤3、计算二值化图像中炭黑像素点的每个连通域的面积A和宽度d；步骤4、根据每个连通域的面积A和宽度d，计算每个连通域的细长度S，计算公式为：S=Ad2;]]>步骤5、将计算得到的每个连通域的细长度与预设阈值进行比较，细长度超过预设阈值的连通域为二值化图像中具有炭黑像素点的几何形杂质。

【技术特征摘要】
1.一种检测轮胎橡胶中几何形杂质的图像处理方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、获取轮胎橡胶的二值化图像；步骤2、根据二值化图像中橡胶像素点和炭黑像素点的不同特征值，找到二值化图像中的炭黑像素点的连通域；步骤3、计算二值化图像中炭黑像素点的每个连通域的面积A和宽度d；步骤4、根据每个连通域的面积A和宽度d，计算每个连通域的细长度S，计算公式为： S = A d 2 ; ]]>步骤5、将计算得到的每个连通域的细长度与预设阈值进行比较，细长度超过预设阈值的连通域为二值化图像中具有炭黑像素点的几何形杂质。2.如权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于，所述方法还包括：步骤6、图像分割二值化图像中炭黑像素点的细长度超过预设阈值的连通域。3.如权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于，所述预设阈值为1.3。4.如权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于，所述步骤2具体利用区域生长法获取二值化图像中炭黑像素点的连通域，具体包括以下步骤：步骤21、对二值化图像进行顺序扫描，找到第一个未被标记且特征值为1的像素点(x0,y0)，其中橡胶像素点的特征值为0，炭黑像素点的特征值为1；步骤22、将以(x0,y0)为中心的8邻域像素点中未被标记且特征值为1的像素点标记为同一连通域并压入栈中；步骤23、当确定栈不为空时，从栈中取出一个像素点(xa,ya)，将像素点(xa,ya)作为(x0,y0)并转至步骤22；步骤24、当确定栈为空时，判断二值化图像中的所有特征值为1的像素点是否均被标记，若否，则转至步骤21；若是，则完成连通域的标记。5.如权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于，所述步骤3中，计算每个连通域的面积A的计算公式为： A = Σ i = 1 M Σ j = 1 N f ( x , y ) , ]]>A为连通域的面积，f(x,y)为像素点，M为连通域x方向的范围，N为连通域y方向的范围。6.如权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于，所述步骤3中具体利用腐蚀算法计算每个连通域的宽度d，具体包括以下步骤：步骤31、利用结构元G对每个连通域进行扫描，其中G为3*3大小的结构元，G的中心点为(xb,yb)；步骤32、判断结构元G覆盖的每个连通域中所有像素点的特征值是否均为1，其中橡胶像素点的特征值为0，炭黑像素点的特征值为1：若是，则保持像素点(xb,yb)的特征值为1；若否，则将像素点(xb,yb)的特征值赋为0；步骤33、当确定未完成对每个连通域的一次扫描时，转至步骤31；步骤34、当确定完成对每个连通域的一次扫描时，腐蚀次数p赋为p+1，判断每个连通域中所有像素点的特征值是否均为0，其中腐蚀次数p的初始值为0；步骤35、当确定每个连通域中所有像素点的特征值未均为0时，转至步骤31；步骤36、当确定每个连通域中所有像素点的特征值均为0时，根据腐蚀次数p计算每个连通域的宽度d，计算公式为d＝2p。7.一种检测...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓燕妮，闻立号，吕远兴，胡兴，褚四勇，涂林丽，赵东明，刘小珠，傅剑，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42