一种基于机器视觉的电缆绝缘表皮破损检测方法技术

本发明专利技术涉及图像处理技术领域，具体涉及一种基于机器视觉的电缆绝缘表皮破损检测方法，该方法包括：获取电缆的绝缘表皮图像，并获取反光区域的连通域，构建反光区域的梯度分布直方图，获取反光区域内的像素点在主成分方向上的离散程度，获取每个像素点在主成分方向上的投影距离与其对应列像素的平均投影距离的距离差值，获取像素点所在的列像素中像素点的梯度方向的变化程度，获得每个像素点的异常程度，并确定像素点中的缺陷像素点，对缺陷像素点进行区域生长得到完整的缺陷区域，本发明专利技术实现了缺陷像素点的精确确定，提高了缺陷区域的精确检测。精确检测。精确检测。

【技术实现步骤摘要】
一种基于机器视觉的电缆绝缘表皮破损检测方法


[0001]本专利技术涉及图像处理
，具体涉及一种基于机器视觉的电缆绝缘表皮破损检测方法。

技术介绍

[0002]电缆用于电能的输送，其外包覆有绝缘层，绝缘层不仅为了使得用电安全，同时也是为了保护电缆不受损伤，故，需要对电缆的绝缘层进行检测，以避免电缆漏电或者电缆里面的电线受损伤，在检测到电缆的绝缘层损伤后，通过绝缘补强处理，从而保证电缆的使用。
[0003]现有技术中，在电缆图像中的像素点进行灰度拉伸得到电缆区域增强图像，对电缆区域增强图像进行阈值分割得到破皮区域，但是电缆表面包覆的绝缘层一般表面容易反光，在采集照片时会产生一定的反光区域，而线缆破损的区域其内部呈现电线的本体颜色，电线本体材料为铝时，则采集的照片中，破损区域和反光区域的颜色相近，导致难以设定合理的阈值，故在进行分割时，会导致破损区域分割的不准确。
[0004]基于此，本专利技术需要提供一种基于机器视觉的电缆绝缘表皮破损检测方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种基于机器视觉的电缆绝缘表皮破损检测方法，以解决现有的破损区域分割不准确的问题。
[0006]本专利技术的一种基于机器视觉的电缆绝缘表皮破损检测方法采用如下技术方案：
[0007]获取电缆的绝缘表皮图像；
[0008]获取绝缘表皮图像的连通域，根据每个连通域的边缘像素点的灰度变化获取反光区域的连通域；
[0009]获取反光区域的连通域的主成分方向，并根据反光区域的连通域中每列像素点的梯度构建梯度分布直方图；
[0010]获取梯度分布直方图中所有像素点到主成分方向上的投影距离及平均投影距离，根据投影距离大于平均投影距离对应的像素点与投影距离大于平均投影距离对应的像素点的个数计算反光区域内的像素点在主成分方向上的离散程度；
[0011]获取每个像素点在主成分方向上的投影距离与其对应列像素的平均投影距离的距离差值；
[0012]根据每个像素点的梯度方向角及平均梯度方向角计算像素点所在的列像素中像素点的梯度方向的变化程度；
[0013]将离散程度、像素点对应的距离差值、该像素点对应的列像素中的像素点的梯度方向的变化程度的乘积作为像素点的异常程度，根据异常程度获取像素点中的缺陷像素点；
[0014]对缺陷像素点进行区域生长得到完整的缺陷区域。
[0015]优选的，获取反光区域的连通域的步骤为：
[0016]设置滑窗，以连通域内部的最大灰度值的像素点为起点，滑动方向为分别沿水平方向和竖直方向滑动，得到连通域的不同方向上的边缘像素点；
[0017]将每个滑窗内像素点的灰度均值与前一个滑窗内像素点的灰度均值的比值作为灰度变化的剧烈程度；
[0018]根据灰度变化的剧烈程度与预设的阈值确定边缘像素点中的反光区域的边缘；
[0019]根据反光区域的边缘得到反光区域的连通域。
[0020]优选的，构建梯度分布直方图的步骤为：
[0021]获取反光区域的连通域中各个像素点的梯度幅值和梯度方向；
[0022]以连通域中像素点的列数为横坐标，以每列像素中的像素点的梯度幅值为纵坐标得到梯度分布直方图，并在每个像素点上标注有梯度方向。
[0023]优选的，计算反光区域内的像素点在主成分方向上的离散程度的步骤为：
[0024]计算反光区域内每列像素中的投影距离大于平均投影距离的像素点与对应像素列中其他像素点的数量差值；
[0025]将所有列像素对应的数量差值与梯度分布直方图中像素点的总数的比值作为像素点在主成分方向上的离散程度。
[0026]优选的，计算每列像素中所有像素点的梯度方向的变化程度的步骤为：
[0027]计算每列像素点中每个像素点的梯度方向角与对应列像素点的平均梯度方向角的梯度方向角差值；
[0028]将该每列像素点中每个像素点对应的梯度方向角差值的和值求均值，并作为对应列像素中所有像素点的梯度方向的变化程度。
[0029]优选的，获取缺陷像素点中的缺陷像素点的步骤为：
[0030]设定异常程度阈值；
[0031]当异常程度大于异常程度阈值，则确定缺陷像素点为缺陷像素点，反之，则为正常像素点。
[0032]本专利技术的一种基于机器视觉的电缆绝缘表皮破损检测方法的有益效果是：通过获取反光区域，对反光区域的像素点的梯度进行分析，得到用于反映素点与主成分方向的离散性的距离差值、像素点所在列像素中的所有像素点与主成分方向的梯度方向的变化程度及梯度分布直方图中的像素点在主成分方向上的离散程度，通过距离差值、梯度方向的变化程度、离散程度来综合反映像素点的异常性，进而判断出反光区域中的缺陷像素点，从而进一步实现缺陷区域的精准确定。
附图说明
[0033]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0034]图1为本专利技术的一种基于机器视觉的电缆绝缘表皮破损检测方法的实施例的流程图；
[0035]图2为本专利技术的一种基于机器视觉的电缆绝缘表皮破损检测方法的实施例中的绝缘表皮图像；
[0036]图3为本专利技术的一种基于机器视觉的电缆绝缘表皮破损检测方法的实施例中反光区域的连通域的结构示意图；
[0037]图4为本专利技术的一种基于机器视觉的电缆绝缘表皮破损检测方法的实施例的反光区域对应的梯度分布直方图。
具体实施方式
[0038]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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。
[0039]本专利技术的一种基于机器视觉的电缆绝缘表皮破损检测方法的实施例，如图1所示，本实施例包括如下步骤：
[0040]S1、获取电缆的绝缘表皮图像，具体的，使用高清相机采集图像，采集图像时尽量使电缆处于笔直状态，对高清相机采集图像采用DNN语义分割的方式来识别分割图像中的仅包含电缆的绝缘表皮图像，其中，数据集为俯视采集的电缆的图像，对应标签标注过程为：单通道的语义标签，对应位置像素属于背景类的标注为0，属于电缆的标注为1，网络的任务是分类，所有使用的loss函数为交叉熵损失函数，通过语义分割得到的掩膜图像与原电缆的图像相乘，得到如图2所示的只含有电缆的绝缘表皮图像，从而实现去除了背景的干扰。
[0041]S2、获取绝缘表皮图像的连通域，根据每个连通域的边缘像素点的灰度变化获取反光区域的连通域。
[0042]由于，在对电缆表面破皮缺陷进行检测时，因为，采集电缆图像会受光照不均匀影响而产生反光，从而使得本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉的电缆绝缘表皮破损检测方法，其特征在于，该方法包括：获取电缆的绝缘表皮图像；获取绝缘表皮图像的连通域，根据每个连通域的边缘像素点的灰度变化获取反光区域的连通域；获取反光区域的连通域的主成分方向，并根据反光区域的连通域中每列像素点的梯度构建梯度分布直方图；获取梯度分布直方图中所有像素点到主成分方向上的投影距离及平均投影距离，根据投影距离大于平均投影距离对应的像素点与投影距离大于平均投影距离对应的像素点的个数计算反光区域内的像素点在主成分方向上的离散程度；获取每个像素点在主成分方向上的投影距离与其对应列像素的平均投影距离的距离差值；根据每个像素点的梯度方向角及平均梯度方向角计算像素点所在的列像素中像素点的梯度方向的变化程度；将离散程度、像素点对应的距离差值、该像素点对应的列像素中的像素点的梯度方向的变化程度的乘积作为像素点的异常程度，根据异常程度获取像素点中的缺陷像素点；对缺陷像素点进行区域生长得到完整的缺陷区域。2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的电缆绝缘表皮破损检测方法，其特征在于，获取反光区域的连通域的步骤为：设置滑窗，以连通域内部的最大灰度值的像素点为起点，滑动方向为分别沿水平方向和竖直方向滑动，得到连通域的不同方向上的边缘像素点；将每个滑窗内像素点的灰度均值与前一个滑窗内像素点的灰度均值的比值作为灰度变化的剧烈程度；根据灰度变化的剧烈程度与预设的阈值确定边缘像素点中的反光区域的边...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵明举，彭玉平，周斌，
申请(专利权)人：郑州科技学院，
类型：发明
国别省市：