一种基于改进均值滤波法的焊缝图像特征点提取方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111695575A(43)申请公布日2020.09.22(21)申请号202010508813.7(22)申请日2020.06.06(71)申请人南京理工大学地址210094江苏省南京市玄武区孝陵卫200号(72)发明人孔建寿陈文涛刘钊(74)专利代理机构南京理工大学专利中心32203代理人封睿(51)Int.Cl.G06K9/46(2006.01)G06K9/40(2006.01)G06K9/34(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图2页(54)发明名称一种基于改进均值滤波法的焊缝图像特征点提取方法(57)摘要本发明公开了一种基于改进均值滤波法的焊缝图像特征点提取方法，包括以下步骤：基于一种改进的均值滤波法，对原始焊缝图像的噪声进行抑制处理；基于二值化处理，进一步消除噪声对焊缝图像的干扰；基于中轴变换算法，在噪声抑制完成后提取图像的光带中心线；基于斜率法，最终在获得图像光带中心线的基础上提取获得焊缝图像的特征点。本发明方法通过两个步骤大大降低了噪声对焊缝图像的干扰，并能准确快速地提取出焊缝图像的特征点信息，对图像边缘细节部分保留多，使图像看起来会更清晰，可广泛运用于图像处理领域，具有良好的应用前景。CN111695575ACN111695575A权利要求书1/2页1.一种基于改进均值滤波法的焊缝图像特征点提取方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，基于改进均值滤波法，对原始焊缝图像的噪声进行抑制处理；步骤2，对噪声抑制处理后的焊缝图像进行二值化处理，进一步消除噪声对焊缝图像的干扰；步骤3，基于中轴变换算法，在二值化处理后的焊缝图像上提取图像的光带中心线；步骤4，基于斜率法，在图像的光带中心线的基础上提取焊缝图像的特征点。2.根据权利要求1所述的基于改进均值滤波法的焊缝图像特征点提取方法，其特征在于，步骤1中，基于改进均值滤波法，对原始焊缝图像的噪声进行抑制处理，具体方法为：步骤1.1，取图像上一个像素点A，以A点为中心在A周围取一个边长为3a的正方形区域；步骤1.2，将步骤1.1中的正方形区域分割为9个边长为a的小正方形区域；步骤1.3，对步骤1.2中的每个小正方形区域设定区域内每个点的权值大小，设区域中心为B，B点权值最高，B点上、下、左、右四个点的权值并列第二，B点左上、左下、右上、右下四个点权值并列第三，以此为标准向外延伸直到小正方形区域内的每个点权值设定完成；步骤1.4，对步骤1.3中为每个点设定的权值，每个点的权重为该点权值大小除以该区域权值之和，以此为标准计算该区域中心点B的灰度值；步骤1.5，步骤1.3-1.4，直到9个边长为a的小正方形区域中心点B的灰度值均计算完成；步骤1.6，根据A周围8个中心点的灰度值，按照权值标准计算A点的灰度值，记录修正后A点的灰度值；步骤1.7，对该图像每个点重复步骤1.1-1.6，最终得到经过改进均值滤波法处理的抑制噪声后的焊缝图像。3.根据权利要求1所述的基于改进均值滤波法的焊缝图像特征点提取方法，其特征在于，步骤2中，对噪声抑制处理后的焊缝图像进行二值化处理，进一步消除噪声对焊缝图像的干扰，具体方法为：按照给定的阀值θ，将每个像素点的灰度值设置为0或者255，即灰度值大于θ，设置为255，否则设置为0，使焊缝图像呈现黑白效果；所述阈值设置公式如下：其中，p(i,j)代表图像上坐标为(i,j)的像素点的灰度值大小，M,N分别是图像的长度和宽度。4.根据权利要求1所述的基于改进均值滤波法的焊缝图像特征点提取方法，其特征在于，步骤3中，基于中轴变换算法，在二值化处理后的焊缝图像上提取图像的光带中心线，具体方法为：步骤3.1，记录所有显示为白色的像素点的坐标；步骤3.2，以像素点C为中心在周围取一个半径为c的正方形区域，对像素点C计算其与正方形区域中每个黑色像素点的距离，若同时与两个及以上黑色像素点存在最小距离，则点C为图像光带中心线的点，记录坐标；步骤3.3，对图像上每个白色像素点重复步骤3.2，最终记录的像素点集合即为图像的光带中心线。2CN111695575A权利要求书2/2页5.根据权利要求1所述的基于改进均值滤波法的焊缝图像特征点提取方法，其特征在于，步骤4中，基于斜率法，在图像的光带中心线的基础上提取焊缝图像的特征点，具体方法为：对图像的光带中心线上每一个点进行斜率计算，设图像上第n列的中心线的坐标为f(n)，则斜率计算公式如下：其中K1，K2，K3代表不同权重大小，K3最大、K2次之、K1最小；图像的光带中心线上每一个点的斜率计算完成后，比较所有点的斜率大小，其中斜率发生突变的拐点即为图像特征点。6.根据权利要求5所述的基于改进均值滤波法的焊缝图像特征点提取方法，其特征在于，K1、K