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专利号: 2020113637738
申请人: 成都大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于漫水填充算法的疲劳断口形貌特征提取方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、采集疲劳断口图像并采用matlab进行预处理,得到预处理后的图像;

S2、对预处理后的图像进行漫水填充分割编号,得到序列区域;

S3、绘制序列区域的图像轮廓,得到具有闭合轮廓的图像;获取序列区域的图像特征值,图像特征值包括熵、灰度平均值和灰度方差;

S4、计算具有闭合轮廓的图像的区域面积;

S5、根据区域面积计算各个轮廓的强度因子;

S6、基于图像特征值和强度因子进行线性拟合,得到拟合曲线;

S7、根据具有闭合轮廓的图像和拟合曲线获取疲劳断口形貌特征;

所述步骤S6的具体方法为:

将各个具有闭合轮廓的图像的图像特征值作比,得到各个具有闭合轮廓的图像的对比度;采用Oringin软件调用图像特征值,分别以熵、灰度平均值、灰度方差和各个具有闭合轮廓的图像的对比度作为自变量,以强度因子作为因变量,进行一次函数拟合,分别得到与熵对应的拟合曲线、与灰度平均值对应的拟合曲线、与灰度方差对应的拟合曲线,以及与各个具有闭合轮廓的图像的对比度对应的拟合曲线。

2.根据权利要求1所述的基于漫水填充算法的疲劳断口形貌特征提取方法,其特征在于,所述步骤S1的具体方法为:通过数码相机采集疲劳断口图像,并采用matlab进行灰度化、去噪和二值化处理,得到预处理后的图像;

或,通过扫描电镜或透射电镜进行图像采集与灰度处理,并采用matlab进行去噪和二值化处理,得到预处理后的图像。

3.根据权利要求1所述的基于漫水填充算法的疲劳断口形貌特征提取方法,其特征在于,所述步骤S2的具体方法包括以下子步骤:S2‑1、通过VS软件调用floodfill算子进行空域、渐变或固定范围、渐变或浮动范围、操作标志符低八位的四连通域范围,以及浮动范围、操作标志符低八位的八连通域范围漫水填充得到预处理后的图像的连通区域图像;

S2‑2、以连通区域图像的初始像素点为起点,根据灰度的梯度变化依次进行区域分割和序列编号,得到序列区域。

4.根据权利要求1所述的基于漫水填充算法的疲劳断口形貌特征提取方法,其特征在于,所述步骤S3中绘制序列区域的图像轮廓,得到具有闭合轮廓的图像的具体方法为:采用VS软件的mask函数查找序列区域边界处的灰度值,根据该灰度值连通边界像素点形成闭合轮廓,得到具有闭合轮廓的图像。

5.根据权利要求1所述的基于漫水填充算法的疲劳断口形貌特征提取方法,其特征在于,所述步骤S3中获取序列区域的熵的具体方法为:在VS系列软件中加载OpenCV库函数,对序列区域运用全局阈值法搜索每个序列区域内全部像素点,调用doubleentropy函数计算得到每个序列区域图像的熵。

6.根据权利要求1所述的基于漫水填充算法的疲劳断口形貌特征提取方法,其特征在于,所述步骤S5的具体方法为:根据公式:

计算强度因子ΔK;其中n为常数,当裂纹从表面萌生时该值为0.6,从内部萌生时该值为0.5;π为圆周率;areα为区域面积。

7.根据权利要求1所述的基于漫水填充算法的疲劳断口形貌特征提取方法,其特征在于,所述步骤S7中疲劳断口形貌特征包括图像特征和数值特征;其中图像特征包括裂纹萌生源位置、塑性累积区域、裂纹走势和受力变形程度;数值特征包括由线性拟合得到的图像特征值与强度因子的大小关系和统计分布。