鑄鐵平板接觸點面積的像素檢測法
鑄鐵平板接觸點面積的像素檢測法能科學、快捷地評定出平板接觸點面積的精度等級,從根本上解決憑肉眼觀察數(shù)接觸點數(shù)和用方格估算接觸點面積進行鑄鐵平板精度等級檢測所存在的問題,且沒有爭議.所需設(shè)備為計算機、掃描儀(或4OO萬以上像素的數(shù)碼相機)。檢測鑄鐵平板接觸點面積步驟:
(1)用數(shù)字技術(shù)(掃描儀)采集涂色對研后的鑄鐵平板接觸點數(shù)字信息,形成含有全部接觸點數(shù)字信息的平板圖像,并通過計算機接口將接觸點數(shù)字信息的平板圖像文件直接傳人計算機進行數(shù)字信息處理;
(2) 通過數(shù)理統(tǒng)計對圖像進行檢測,將獲得的數(shù)據(jù)用計算機擬合,確定計算機計算接觸點面積的灰度值,對采集獲得的多層次灰度平板圖像進行二值化處理,即使整幅圖像畫面內(nèi)各像素點的灰度僅取0和255這兩個值,除去背景及噪聲對接觸點的干擾,形成只有黑、白兩種像素點的二值圖像(詳見檢測實例);
(3)為了檢測任意兩個25mm X25mm正方形面積內(nèi)的接觸點面積之差以求出其均布狀況,對二值化的平板圖像用計算機程序從左至右、從上到下(按檢測技術(shù)要求,移動步距為2.5mm)進行掃描,依次獲得所有25mm×25ram的子方圖,統(tǒng)計每個子方圖中接觸點所占像素點的個數(shù),
R=(S/M)×100%計算出各子方圖中接觸點所占的面積比率,找出接觸點面積比率最大和最小的子方圖并計算其差值.
(4)由計算機輸出接觸點面積比率最大和最小子方圖的位置、接觸點個數(shù)、接觸點面積比率的最終檢測結(jié)果.對于大型鑄鐵平板,由于掃描儀掃描面積有限,可采取對大平板上具有代表性的多個局部進行抽樣掃描來保證檢測結(jié)果的準確性和可靠性.
檢測實例
從400mm×4O0mm鑄鐵平板中截取90mm×65mm的面積,應用像素檢測法以計算接觸點面積為主進行的平板接觸點面積檢測實驗過程與結(jié)果。
圖像采集
將被檢測的1級精度平板涂色后,用100×200的0級精度直角規(guī)與其對研顯點,而后用HP Scanjet 2400數(shù)字平板式掃描儀平鋪其上對已顯點的平板進行掃描,獲得數(shù)字圖像。針對影響檢測精度的主要因素,在操作過程中應該注意:要選用粒度小、色飽和度高的顯示劑;涂層厚度要適中且均勻;掃描儀的分辨率不低于130dpi。
計算機對所獲信息進行數(shù)字化處理
用自行設(shè)計的軟件處理圖像,其處理流程:源彩色圖像-->對比度增強-->構(gòu)造灰度圖-->圖像平滑-->圖像二值化-->去除噪聲點。
對比度增強:直接對源彩色圖像的直方圖進行線性拉伸,使彩色圖像中各像素的R(紅色)、G(綠色)、B(藍色)三分量的取值范圍增大。
構(gòu)造灰度圖:用彩色圖像HSI空間中的H(色調(diào))或s(色飽和度)分量作為灰度圖的灰度值,生成與源彩色圖像大小相同的灰度圖像。使用該方法構(gòu)造灰度圖重復性好。
圖像平滑:采用高斯低通濾波法對圖像進行平滑處理,目的是去除灰度圖中的噪聲點,提高二值化處理的準確度。圖2是經(jīng)過此處理后的灰度圖。

圖像二值化:采用動態(tài)閾值法對圖像進行分割,使圖像中的目標點(即平板上的接觸點)與背景完全分離,并最終使接觸點上像素的灰度值為0, 背景中像素點的灰度值為255。圖3是對圖2進行了二值化處理后的二值圖像。

去除噪聲點:二值化后的圖像中存在一些細小的“接觸點”,它們實際上是噪聲的反映,應當去除,在程序中設(shè)定一閾值,刪除內(nèi)含像素小于該值的接觸點。
計算機計算被檢平板接觸點面積和點數(shù)
該被檢平板接觸點面積及均布狀況檢測結(jié)論
試樣上接觸點面積占整塊面積的16.13%;② 左下角25mm×25mm方框內(nèi)接觸點面積占其面積的21.14%,右上角25mm×25mm方框內(nèi)接觸點面積占其面積的11.47%;③該試樣兩個 25mm×25mm正方形面積內(nèi)接觸點面積比率之差為9.67%。均布狀況不符合1級精度標準的規(guī)定。
(1)圖像采集將被檢測的1級精度平板涂色后,用100×200的0級精度直角規(guī)與其對研顯點,而后用HP Scanjet 2400數(shù)字平板式掃描儀平鋪其上對已顯點的平板進行掃描,獲得數(shù)字圖像.針對影響檢測精度的主要因素,在操作過程中應該注意:要選用粒度小、色飽和度高的顯示劑;涂層厚度要適中且均勻;掃描儀的分辨率不低于1 30dpi.
(2)計算機對所獲信息進行數(shù)字化處理用自行設(shè)計的軟件處理圖像,其處理流程如下所示.
源彩色圖像 —— 對比度增強 —— 構(gòu)造灰度圈 —— 圖像平滑 — 圖像二值化 —— 去除噪聲點
基于以上分析和實驗,采用像素檢測法應用計算機技術(shù)對鑄鐵平板接觸點面積進行像素檢測,完全可以準確、快速地檢測鑄鐵平板接觸點面積,克服原檢測方法所存在的弊端.該方法采用數(shù)字技術(shù),以圖像的像素多少來表征圖像面積大小.先對鑄鐵平板涂色對研,用數(shù)字技術(shù)采集其接觸點信息,再由計算機對所采集的信息進行數(shù)據(jù)處理,最后準確地計算出鑄鐵平板采樣部分接觸點的面積(或個數(shù))及它們在整個采樣面積中所占的比率.R =(S/M)×100%
其中, 為接觸點面積比率,|s為采樣部分各接觸點像素, 為采樣部分面積內(nèi)總像素數(shù)。
均布狀況的檢測由計算機對采樣圖像中各子方圖的接觸點面積比率進行差值計算完成。
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