一种基于图像处理的轴承磨损程度评估方法技术

本发明专利技术涉及缺陷检测技术领域，具体涉及一种基于图像处理轴承磨损程度评估方法，包括：获取待检测轴承的表面图像，并对获取的表面图像进行预处理；对预处理后的表面图像进行超像素块分割，获取表面图像的各个超像素块，根据表面图像的各个超像素块内的各个像素点的灰度梯度，确定各个超像素块所对应的关键特征点；根据各个超像素块内的每个像素点的灰度值以及各个超像素块所对应的关键特征点，对各个超像素块进行合并，从而获取表面图像的各个合并区域图像，分别计算各个合并区域图像的磨损程度评估值，确定待检测轴承的整体磨损程度评估值，进而确定待检测轴承的磨损等级，本发明专利技术降低了人力资源的浪费，提高了轴承磨损评估的准确性。准确性。准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于图像处理的轴承磨损程度评估方法


[0001]本专利技术涉及缺陷检测
，具体涉及一种基于图像处理的轴承磨损程度评估方法。

技术介绍

[0002]随着社会的进步，机械化程度的提高，轴承的应用越来越广泛，目前的轴承零件的检测技术和精度已经逐渐不能满足高效、高精度的要求，并且轴承的质量关系着设备能否正常运转，而轴承磨损缺陷是轴承的质量好坏的重要影响因素之一，轴承的严重磨损会影响整个机器的性能，甚至会导致设备非计划停机，更为严重的是会引发安全事故。
[0003]现有的轴承磨损缺陷检测技术主要可以分为3种：人为评估轴承的磨损程度，人为评估轴承的磨损时人工成本过大，并且检测准确性较差；神经网络对轴承的磨损程度进行检测，其检测过程中容易受到正常图像区域或噪声点的干扰，影响图像检测精度，导致轴承磨损程度评估的效率较低；轴承检测仪器对轴承的磨损程度进行评估，这些机械式轴承专用仪器在进行轴承测量时对检查员操作水平要求很高，而且目前国内的轴承检测仪器相对落后，整套检测仪器的费用也很昂贵，该方法可能会导致轴承的磨损程度评估耗费过高。

技术实现思路

[0004]为了解决上述现有技术中的轴承磨损程度评估准确性较差的问题，本专利技术的目的在于提供一种基于图像处理的轴承磨损程度评估方法。
[0005]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种基于图像处理的轴承磨损程度评估方法，该方法包括以下步骤：
[0006]获取待检测轴承的表面图像，并对获取的表面图像进行预处理；
[0007]对预处理后的表面图像进行超像素块分割，获取表面图像的各个超像素块，根据表面图像的各个超像素块内的各个像素点的灰度梯度，确定各个超像素块所对应的关键特征点；
[0008]根据各个超像素块内的每个像素点的灰度值以及各个超像素块所对应的关键特征点，对各个超像素块进行合并，从而获取表面图像的各个合并区域图像；
[0009]根据各个合并区域图像内每个像素点的灰度值，分别计算各个合并区域图像的磨损程度评估值，根据各个合并区域图像的磨损程度评估值，确定待检测轴承的整体磨损程度评估值，进而确定待检测轴承的磨损等级。
[0010]进一步的，获取表面图像的各个超像素块的步骤包括依次进行的多个超像素块分割遍历步骤，每个超像素块分割遍历步骤包括：
[0011]判断当前的表面图像中是否存在未被遍历分割成超像素块的剩余区域；
[0012]若存在未被遍历分割成超像素块的剩余区域，则在所述剩余区域内确定初始尺寸的滑动窗口的位置；
[0013]根据当前的滑动窗口内部各个像素点灰度、滑动窗口的四邻域像素点灰度以及当
前滑动窗口的尺寸，判断当前的滑动窗口是否满足窗口扩大条件，若满足窗口扩大条件，则扩大当前的滑动窗口，并进一步判断扩大后的滑动窗口是否满足窗口扩大条件，直至不满足窗口扩大条件；若不满足窗口扩大条件，则根据当前的滑动窗口确定一个超像素块，按照窗口滑动位置确定规则，确定下一初始尺寸的滑动窗口的位置，并进一步判断下一初始尺寸的滑动窗口是否满足窗口扩大条件，重复上述步骤，直至满足超像素分割终止条件。
[0014]进一步的，判断当前的滑动窗口是否满足窗口扩大条件的步骤如下：
[0015]根据当前的滑动窗口内部各个像素点灰度以及滑动窗口的四邻域像素点灰度，计算当前的滑动窗口所对应的像素差异指标值；
[0016]若当前的滑动窗口所对应的像素差异指标值小于设定像素差异指标阈值且当前滑动窗口的尺寸小于滑动窗口尺寸阈值，则判定当前的滑动窗口满足窗口扩大条件，否则判定当前的滑动窗口不满足窗口扩大条件。
[0017]进一步的，窗口滑动位置确定规则为：将位于当前滑动窗口的目标邻域一侧、且到当前滑动窗口的该侧边的中心位置的距离为滑动窗口初始尺寸一半的位置作为下一滑动窗口的位置；当前滑动窗口的目标邻域的确定步骤为：将当前滑动窗口分别按照设定滑动步长向其四邻域中存在像素点未被遍历分割成超像素块的邻域方向滑动，分别计算滑动前滑动窗口与滑动后滑动窗口之间的灰度均差，将最小的灰度均差所对应的邻域作为当前滑动窗口的目标邻域。
[0018]进一步的，超像素块分割终止条件为：最后一次确定的初始尺寸的滑动窗口的四邻域中不存在像素点未被遍历分割成超像素块。
[0019]进一步的，确定各个超像素块所对应的关键特征点的步骤如下：
[0020]根据表面图像的各个超像素块的中心点，确定各个超像素块所对应的初始关键特征点；
[0021]根据表面图像的各个超像素块内的各个像素点的灰度梯度，获取表面图像的各个超像素块内的各个像素点的复杂度；
[0022]根据表面图像的各个超像素块内的各个像素点的复杂度以及各个超像素块内的各个像素点与各个超像素块所对应的初始关键特征点的距离，来确定最终的各个超像素块所对应的关键特征点。
[0023]进一步的，表面图像的各个合并区域图像的步骤包括：
[0024]根据各个超像素块内的每个像素点的灰度值以及各个超像素块所对应的关键特征点，确定表面图像的多边形以及多边形的各个连接边的边权值；
[0025]根据初始的边权分割值以及表面图像的多边形的各个连接边的边权值，按照初始的边权分割值，对表面图像的多边形进行图分割，并根据分割结果对各个超像素块进行合并，从而获取各个合并超像素块；
[0026]根据各个合并超像素块内的中心像素点的灰度梯度，确定各个合并超像素块的整体复杂度；
[0027]根据各个合并超像素块的整体复杂度，判断是否满足分割终止条件，若不满足分割终止条件，则更新初始的边权分割值，并按照更新后的边权分割值，重新对表面图像的多边形进行图分割，重复上述步骤，直至满足分割终止条件，将最后一次分割对应得到的各个合并超像素块作为表面图像的各个合并区域图像。
[0028]进一步的，分割终止条件为：任意两个相邻合并超像素块的整体复杂度之间的差异值大于设定差异阈值。
[0029]进一步的，确定表面图像的多边形以及多边形的各个连接边的边权值的步骤包括：
[0030]以各个超像素块的关键特征点作为节点，将两两相邻的超像素块的节点连接，从而获取表面图像的多边形；
[0031]根据多边形的各个连接边所对应的两个超像素块的灰度均值，计算两个超像素块的灰度均值的差异值，并将灰度均值的差异值作为对应连接边的边权值。
[0032]进一步的，确定待检测轴承的整体磨损程度评估值的步骤如下：
[0033]根据表面图像的各个合并区域图像的像素点的灰度值，计算各个合并区域图像的灰度熵和对比度；
[0034]对各个合并区域图像的灰度熵和对比度进行归一化处理，并将归一化后的灰度熵和对比度相加，确定各个合并区域图像的磨损程度评估值，根据各个合并区域图像的磨损程度评估值来确定待检测轴承的整体磨损程度评估值。
[0035]本专利技术具有如下有益效果：
[0036]在本专利技术中，通过对轴承的表面图像进行超像素块分割，获取表面图像的各个超像素本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于图像处理的轴承磨损程度评估方法，其特征在于，包括以下步骤：获取待检测轴承的表面图像，并对获取的表面图像进行预处理；对预处理后的表面图像进行超像素块分割，获取表面图像的各个超像素块，根据表面图像的各个超像素块内的各个像素点的灰度梯度，确定各个超像素块所对应的关键特征点；根据各个超像素块内的每个像素点的灰度值以及各个超像素块所对应的关键特征点，对各个超像素块进行合并，从而获取表面图像的各个合并区域图像；根据各个合并区域图像内每个像素点的灰度值，分别计算各个合并区域图像的磨损程度评估值，根据各个合并区域图像的磨损程度评估值，确定待检测轴承的整体磨损程度评估值，进而确定待检测轴承的磨损等级。2.根据权利要求1所述的基于图像处理的轴承磨损程度评估方法，其特征在于，获取表面图像的各个超像素块的步骤包括依次进行的多个超像素块分割遍历步骤，每个超像素块分割遍历步骤包括：判断当前的表面图像中是否存在未被遍历分割成超像素块的剩余区域；若存在未被遍历分割成超像素块的剩余区域，则在所述剩余区域内确定初始尺寸的滑动窗口的位置；根据当前的滑动窗口内部各个像素点灰度、滑动窗口的四邻域像素点灰度以及当前滑动窗口的尺寸，判断当前的滑动窗口是否满足窗口扩大条件，若满足窗口扩大条件，则扩大当前的滑动窗口，并进一步判断扩大后的滑动窗口是否满足窗口扩大条件，直至不满足窗口扩大条件；若不满足窗口扩大条件，则根据当前的滑动窗口确定一个超像素块，按照窗口滑动位置确定规则，确定下一初始尺寸的滑动窗口的位置，并进一步判断下一初始尺寸的滑动窗口是否满足窗口扩大条件，重复上述步骤，直至满足超像素分割终止条件。3.根据权利要求2所述的基于图像处理的轴承磨损程度评估方法，其特征在于，判断当前的滑动窗口是否满足窗口扩大条件的步骤包括：根据当前的滑动窗口内部各个像素点灰度以及滑动窗口的四邻域像素点灰度，计算当前的滑动窗口所对应的像素差异指标值；若当前的滑动窗口所对应的像素差异指标值小于设定像素差异指标阈值且当前滑动窗口的尺寸小于滑动窗口尺寸阈值，则判定当前的滑动窗口满足窗口扩大条件，否则判定当前的滑动窗口不满足窗口扩大条件。4.根据权利要求2所述的基于图像处理的轴承磨损程度评估方法，其特征在于，窗口滑动位置确定规则为：将位于当前滑动窗口的目标邻域一侧、且到当前滑动窗口的该侧边的中心位置的距离为滑动窗口初始尺寸一半的位置作为下一滑动窗口的位置；当前滑动窗口的目标邻域的确定步骤为：将当前滑动窗口分别按照设定滑动步长向其四邻域中存在像素点未被遍历分割成超像素块的邻域方向滑动，分别计算滑动前滑动窗口与滑动后滑动窗口之间的灰度均差，将最小的灰度均差所对应的邻域作为当前滑动窗口的目标邻域。5.根据权利要求2所述的基于图像处理的轴承...

【专利技术属性】
技术研发人员：王大伟，
申请(专利权)人：江苏牛犇轴承有限公司，
类型：发明
国别省市：