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专利号: 2015104386617
申请人: 广东工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-05-17
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种轮胎模具图像的拼接方法,其特征在于:包括:

S1、输入一组拍摄的轮胎模具图像;

S2、提取轮胎模具图像的外边界,并将外边界拟合成圆弧,然后通过极坐标变换将圆弧拉直;

S3、对拉直后的轮胎模具图像进行预处理和阈值分割,保留感兴趣区域的图像;

S4、对保留的图像中相邻两幅图像采用基于梯度和相位相关的方法进行配准,得出相邻两幅图像的重叠部分;

S5、采用最优缝合线与加权渐变融合相结合的融合方法对相邻两幅图像的重叠部分进行融合;

S6、根据融合的结果将所有相邻图像拼接成第一图像,然后采用步骤S3的配准方法判断出第一图像的首尾重叠部分,并结合步骤S5的融合方法对第一图像进行处理,得到第二图像;

S7、通过极坐标反变换将第二图像还原为圆形轮胎模具图像。

2.根据权利要求1所述的一种轮胎模具图像的拼接方法,其特征在于:所述步骤S2,其包括:S21、对一组拍摄的轮胎模具图像先通过51x51大小的模板进行均值滤波,然后再经局部阈值分割和数学形态学处理后,得出轮胎模具的图像区域;

S22、采用canny算子从轮胎模具的图像区域提取出轮胎模具的外边界;

S23、根据设定的拟合条件将轮胎模具的外边界拟合成圆弧,所述设定的拟合条件为:轮胎模具的外边界上所有点到拟合圆圆心的距离与拟合圆半径间的差平方之和最小,所述设定的拟合条件所对应的计算公式为:2

其中,(ri,ci)是轮胎模具的外边界上的点的坐标,ε是轮胎模具的外边界上所有点到拟合圆圆心的距离与拟合圆半径间的差平方之和,(α,β)是拟合圆圆心的坐标,ρ是拟合圆的半径;

S24、保留轮胎模具的图像区域的像素值,并将轮胎模具图像其余区域的像素值取为

0;

S25、以拟合圆圆心作为变换中心,采用最邻近点插值法,对步骤S24得到的图像区域进行极坐标变换,极坐标变换的公式为:其中,(r,c)是轮胎模具的外边界上任一点的原坐标,(mr,mc)是拟合圆的圆心坐标,(d,φ)是变换后的极坐标。

3.根据权利要求2所述的一种轮胎模具图像的拼接方法,其特征在于:所述步骤S4,其包括:S41、对保留的图像中左右两幅相邻图像进行压缩并求出压缩后左右两幅相邻图像的梯度,所述出压缩后左右两幅相邻图像的梯度的计算公式为:其中,mag1(x,y)和mag2(x,y)分别为左图像和右图像的梯度,f(x,y)和g(x,y)分别为左图像和右图像的灰度值,w和h分别是左右两幅相邻图像的长和宽;

S42、对压缩后左右两幅相邻图像的梯度mag1(x,y)和mag2(x,y)进行傅里叶变换,得到压缩后左右两幅相邻图像的谱A(u,v)和B(u,v);

S43、根据压缩后左右两幅相邻图像的谱A(u,v)和B(u,v)计算左右两幅相邻图像的互功率谱,所述左右两幅相邻图像的互功率谱S的计算公式为:其中, A*(u,v)为谱A(u,v)的共轭;

S44、求出互功率谱S的傅里叶逆变换矩阵s,再计算傅里叶逆变换矩阵s的最大值点,并求出该最大值点在s所处的坐标(p1,N1),其中,N1为相邻两幅图像之间的水平平移量;

S45、根据相邻两幅图像之间的水平平移量得出相邻两幅图像的重叠部分。

4.根据权利要求3所述的一种轮胎模具图像的拼接方法,其特征在于:所述步骤S5,其包括:S51、对相邻两幅图像的重叠部分依次进行二值化处理、数字形态学处理和或运算,得到与两幅图像的重叠部分尺寸一致的第三图像;

S52、将第三图像的各行分为字符区和非字符区,并将字符区进一步分为上字符区和下字符区,然后在上字符区和下字符区内各寻找一条最优缝合线;

S53、对第三图像的非字符区直接采用渐进渐出的加权融合方法进行融合,而对第三图像的字符区采用最优缝合线与加权渐变融合相结合的融合方法进行融合,得到重叠部分的融合图像。

5.根据权利要求4所述的一种轮胎模具图像的拼接方法,其特征在于:所述步骤S51,其包括:S511、采用-45°方向的canny算子对相邻两幅图像的重叠部分进行滤波处理,得到滤波后的图像,所述-45°方向的canny算子G的表达式为:G=[-2 -1 0; -1 0 1;0 1 2];

S512、对滤波后的图像依次进行二值化、数学形态学处理和或运算,最终得到与相邻两幅图像的重叠部分尺寸一致的第三图像。

6.根据权利要求4所述的一种轮胎模具图像的拼接方法,其特征在于:所述步骤S52,其包括:S521、判断第三图像各行的水平投影是否大于3,若是,则该行属于字符区,反之,则该行属于非字符区;

S522、判断第三图像中属于字符区的行的纵坐标是否小于第三图像高度的一半,若是,则该行属于上字符区,反之,则该行属于下字符区;

S523、在字符区的每一行内寻找所有黑线,并求出所有黑线中最长黑线的中点p,所述黑线为由连续为0的像素点所组成的线段;

S524、计算字符区内各行最长黑线中点p的横坐标x1,x2,x3...xn;

S525、求取计算出的横坐标的中位数t,并以直线x=t作为上字符区或下字符区的最优缝合线。

7.根据权利要求6所述的一种轮胎模具图像的拼接方法,其特征在于:所述步骤S53,其具体为:对于第三图像的非字符区,直接采用渐进渐出的加权融合方法进行融合;对于第三图像的字符区,若最优缝合线位于重叠部分中心线的左侧,则最优缝合线左侧的灰度值采用渐进渐出的加权融合方法求得,最优缝合线右侧的灰度值等于右图像的灰度值;反之,最优缝合线右侧的灰度值采用渐进渐出的加权融合方法求得,最优缝合线左侧的灰度值等于左图像的灰度值,最终得到重叠部分的融合图像的灰度,所述重叠部分的融合图像的灰度h(x,y)的计算公式为:其中,N为重叠部分的宽度, 表示该点位于非字符区,W表示加权因子,W从左到右由1渐变到0。

8.根据权利要求7所述的一种轮胎模具图像的拼接方法,其特征在于:所述步骤S6,其包括:S61、对这组两两相邻的轮胎模具图像进行拼接,形成一张第一图像,其中,相邻两幅图像的重叠部分的灰度变为重叠部分的融合图像的灰度,而相邻两幅图像的非重叠部分的灰度保持不变;

S62、截取第一图像最左端的1/16图像和最右端的1/16图像,然后采用步骤S3的配准方法得到所截取的两部分图像的重叠部分;

S63、对步骤S62得到的重叠部分采用步骤S5的融合方法进行融合,得到步骤S62重叠部分的融合图像;

S64、把步骤S62得到的重叠部分从第一图像中去除掉,并在第一图像的最右端拼上步骤S63得到的融合图像,最终得到第二图像。

9.根据权利要求1所述的一种轮胎模具图像的拼接方法,其特征在于:所述步骤S7,其具体为:通过极坐标反变换将第二图像还原为圆形轮胎模具图像,所述极坐标反变换的公式为:其中,(r0,c0)是第二图像上任一点的原坐标,w0是第二图像的长,(r′,c′)是反变换后的坐标。