基于水平集方法的划痕形状表面视觉测量

发布时间：2024-04-08 05:51

　　设计了一种基于水平集与各项异性扩散的划痕形状尺寸自动测量方法,对光学显微镜下的划痕测试图像进行了分割与尺寸测量。在轮廓分割上利用基于距离正则化的水平集方法(DRLSE)来分割划痕轮廓,使用各项异性扩散代替高斯滤波作为边缘指示函数的去噪方法。通过人工设置初始水平集,演化得到完整的划痕轮廓,再经过亚像素调整得到轮廓坐标。在划痕形貌尺寸测量上,根据划痕轮廓坐标测量划痕宽度分布与划痕长度,并计算出划痕平均宽度与划痕面积。根据实验讨论了演化参数对测量值的影响,在最佳演化参数下,划痕平均宽度与划痕面积的相对测量误差小于0.06%和0.1%。对不同划痕图像进行测量,并与人工分割及传统DRLSE模型相比较。实验结果表明,在轮廓分割上,该方法相比传统DRLSE模型具有更好的分割效果。在划痕平均宽度与划痕面积的测量上,该方法也具有更高的精度与准确度。

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【部分图文】：

图2初始水平集

式中:c0为正整数,为了便于计算在本文中设置c0=2。3实验结果分析

图1划痕轮廓尺寸

A=∫lw(x)dx(1)图1(a)为恒定载荷的划痕图像,加载力为14N,本文对恒定载荷划痕使用划痕平均宽度作为测量目标,由于划痕两端处的划痕宽度收缩,不应带入划痕平均宽度中计算,所以取划痕中心处一定比例的划痕长度区域lp来计算划痕平均宽度wave,则wave可表示....

图3划痕形貌尺寸测量流程

划痕形貌尺寸的自动测量主要是通过分割划痕轮廓与自动计算轮廓尺寸两个步骤来实现,具体流程如图3所示。1)划痕轮廓的分割,首先以灰度模式读取划痕图像,根据划痕形状人工确定初始水平集,确定水平集的演化参数、演化方向以及各向异性扩散方法的扩散门限,然后根据式(17)计算出边缘指示函数,最....

图4恒定载荷分割结果比较

将本文方法与RSF模型[21]、传统DRLSE模型[24]、活动轮廓模型[29]、CV模型[30]以及人工分割相对比,图4所示为不同方法下恒定载荷的划痕分割结果,加载力为14N,图5所示为不同方法下渐进载荷的划痕分割结果,起始载荷为5mN,终点载荷为20000mN。图4(....

本文编号：3948581