机械轴承环形分布压印字符的在线检测方法

摘要

本发明涉及一种针对机械轴承上按环形分布的压印字符的在线检测方法。该方法首先将现场在线采集到的轴承灰度图片二值化，使用改进的随机圆检测算法准确而快速地定位出轴承的圆心位置；然后以轴承圆心为原点建立极坐标系，利用投影法找出轴承圆环上的字符区域，并使用仿射变换的方法将字符环形分布矫正为水平分布。其优点是：该处理方法能够有效减少变换过程中产生的毛刺，变换后图像质量较好；最后对归一化后的字符提取轮廓层次特征并使用支持向量机进行训练和识别，最终实现机械轴承环形分布压印字符的在线检测。

主权项

1.机械轴承环形分布压印字符的在线检测方法，其特征是，包括如下步骤：步骤一、将在线采集到的轴承灰度图转化为二值图并定位轴承的圆心位置；步骤二、以轴承圆心为原点建立极坐标系，在极坐标上利用投影法进行轴承字符区域定位，然后使用基于仿射变换的方法将字符环形分布矫正为水平分布；步骤三、对归一化后的单个字符提取改进的轮廓层次特征，并使用支持向量机进行训练和识别；所述的改进的轮廓层次特征为：从左、右、上、下方向抽取字符的两层轮廓层次特征Ln(j)、Rn(j)、U_n(i)、D_n(i)；设f(x，y)是经预处理归一化为48×32大小的二值图像，即宽为48，长为32；规定f(x，y)=1为目标像素，f(x，y)=0为背景像素；字符的左侧第1层轮廓层次特征L₁(j)定义为字符图像的第j行从左到右扫描第1次遇到图像像素从″0″转变到″1″时的水平坐标值，即：L₁(j)=min{min{i|f(i，j)=1}，宽-1}，j=0，1，...长-1，字符的左侧第n层轮廓层次特征L_n(j)定义为对字符图像的j行从左到右扫描，f(x，y)第n次从″0″转变到″1″时的水平坐标值；递归公式如下：L_n(j)=min{min{i|i＞L_n0(j)&&ff(i，j)=1}，宽-1}，j=0，1，...长-1根据递归公式求取字符的左侧轮廓层次特征；同理，可以得到从右侧及上下方向抽取的特征R_n(j)、U_n(i)、D_n(i)；取n=1，2，将四个方向上的轮廓层次特征合并得字符的两层轮廓层次特征：G(k)={L₁(j)，L₂(j)，R₁(j)，R₂(j)，U₁(i)，U₂(i)，D₁(i)，D₂(i)}，i=0，1，...宽-1，j=0，1，...长-1，k=0，1，...(宽+长)×4-1，选取Daubechies小波系中的db2作为小波基函数，分解尺度选择为2，对两层轮廓层次特征进行小波分解；两层轮廓层次特征的维数为(宽+长)×2×2=320；经过两次分解，选取得到的维数为80的近似分量为特征向量。