CN107703142A - 一种铁谱片图像分析方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铁谱片图像分析方法及系统，通过图像采集装置采集铁谱片图像，并创建自身的铁谱片图像库或者直接从存储设备上获取事先存储的铁谱片图像进行分析；在分析时，逐个圈选出铁谱片图像中所要分析的磨粒颗粒的边缘，然后采用图像分析技术计算磨粒颗粒的定量信息，然后从已有的标准铁谱片图像中查询与所述磨粒颗粒相匹配的标准铁谱片图像，并根据磨粒颗粒的定量信息进行对比分析，得出磨损情况，且生成铁谱片图像的分析报告并保存；采用以上方案最终达到提高铁谱片图像分析效率，降低分析误差的目的，并同时实现随时检索查询铁谱片图像和分析报告，减少信息浪费，提高分析便捷性的目的。

Description

一种铁谱片图像分析方法及系统

技术领域

本发明涉及铁谱分析领域，尤其涉及一种铁谱片图像分析方法及系统。

背景技术

随着工业科学技术的发展，铁谱技术已经得到了越来越广泛的应用，是一种非常重要的机械设备磨擦磨损性能检测技术。其中分析式铁谱仪是最基本和最具有铁谱技术特点的一种。分析式铁谱仪通过采集的油样制作铁谱片，将制作好的铁谱片放在显微镜下，通过观察获取沉积在铁谱片上的油样中的磨粒形貌、尺度和成分等信息，便可以实现对设备磨擦磨损性能的定性和定量分析。

对于铁谱片的分析，一般方法是检测人员利用显微镜获取一定放大倍率的图像，依据经验或者与标准铁谱片图像进行对比，定性分析磨粒形貌、种类和成分等信息。然而，仅通过显微镜无法保存具有行业典型磨粒形貌的铁谱片图像，常常造成信息的极大浪费；此外，由于获取准确磨粒颗粒面积、边缘周长、长宽比等定量信息则十分困难，因此完全依靠人工对铁谱片图像进行分析，是一种对检测人员自身经验和素质要求又高，分析效率又低的方法，而且分析的结果受检测人员的主观因素影响，常常引起较大的偏差，甚至导致误判。

发明内容

本发明的目的是提供一种铁谱片图像分析方法，解决铁谱片图像分析效率低、误差大的问题。

为解决上述问题，本发明提供的一种铁谱片图像分析方法，包括以下步骤：

获取要分析的铁谱片图像；

计算所述铁谱片图像中所要分析的磨粒颗粒的定量信息；

根据所述定量信息查找与所述磨粒颗粒相匹配的标准铁谱片图像；

将所述定量信息与所述标准铁谱片图像进行比较分析，得出磨损情况。

所述计算所述铁谱片图像中所要分析的磨粒颗粒的定量信息步骤，包括：

先圈选出铁谱片图像中所要分析的磨粒颗粒边缘，然后根据所述摩粒颗粒的边缘计算所述磨粒颗粒的定量信息，直至将所要分析的铁谱片图像中的磨粒颗粒计算完为止。

采用曲线工具对所述磨粒颗粒边缘进行圈选，获得所述磨粒颗粒边缘上每个像素点的坐标；采用图像识别技术根据所述磨粒颗粒边缘上像素点的坐标计算所述磨粒颗粒的定量信息。

所述磨粒颗粒的定量信息为磨粒颗粒的面积、磨粒颗粒的边缘周长和磨粒颗粒的长宽比中的一个或多个。

所述获取要分析的铁谱片图像的方式包括：

通过图像采集装置采集所要分析的铁谱片图像且存储，并创建铁谱片图像库；或者

直接导入存储设备中预先存储的铁谱片图像。

将计算得到的所述定量信息生成记录文档，并将所述记录文档保存在与所述铁谱片图像相同的文件路径下。

所述根据所述定量信息查找与所述磨粒颗粒相匹配的标准铁谱片图像步骤，包括：

根据所述磨粒颗粒的类型调取与所述磨粒颗粒同一种类的磨粒颗粒的标准铁谱片图像。

所述将所述定量信息与所述标准铁谱片图像进行比较分析，得出磨损情况步骤之后，还包括：

生成铁谱片图像的分析报告，并存储。

相应于本发明提供的上述方法，本发明提供了一种铁谱片图像分析装置，包括：

获取模块，用于获取要分析的铁谱片图像；

计算模块，用于计算所述铁谱片图像中所要分析的磨粒颗粒的定量信息；

查找模块，用于根据所述定量信息查找与所述磨粒颗粒相匹配的标准铁谱片图像；

铁谱片图像分析模块，用于将所述定量信息与所述标准铁谱片图像进行比较分析，得出磨损情况。

相应于本发明提供的上述方法，本发明还提供了一种铁谱片图像分析系统，其特征在于，包括铁谱片图像采集装置和所述的了一种铁谱片图像分析装置，所述铁谱片图像采集装置，用于采集要分析的铁谱片图像。

通过采用本发明提供的一种铁谱片图像分析方法及系统，由于可以通过图像采集装置直接采集所需分析的图像，或者可直接从存储设备上直接获取事先存储的大量铁谱片图像进行分析，这大大地提高了铁谱片图像获取、查询的便捷性；且本发明在分析时，采用图像分析技术逐个对大量的磨粒颗粒进行定量信息计算，并可以随时查询标准铁谱片图像进行对比分析，且相比传统方法，仅靠试验人员的主观观察定性的判断颗粒的形貌特征，无法做出准确的定量分析，采用本发明的提供的方法可极大的降低对试验人员的素质要求，极大的提高工作效率3-5倍，且准确性，客观性大幅提高。

此外，本方案使用户可以建立自身的铁谱片图像库，且图像库中的铁谱片图像和生成的分析报告都可随时检索查询，这减少了信息的浪费，给用户后续分析时带来很高的信息参考价值和方便，从而，整体上大大地提高了铁谱片图像分析的效率，和降低了分析的误差。

附图说明

图1为本发明提供的一种铁谱片图像分析方法的流程图；

图2本发明提供的一种铁谱片图像分析装置的结构示意图；

图3为铁谱片图像中磨粒颗粒的示意图；

图4本发明提供的一种铁谱片图像分析系统的结构示意图；

图5为本发明提供的铁谱片图像采集装置的结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

如图1所示，本发明公开的一种铁谱片图像分析方法的步骤，以下是实施步骤：

S1：获取要分析的铁谱片图像；

具体地，获取铁谱片图像的方式，可选择通过图像采集装置采集所要分析的铁谱片图像且存储，并创建铁谱片图像库；或者直接导入存储设备中预先存储的铁谱片图像。

当选择通过图像采集装置采集所要分析的铁谱片图像时，将所采集的铁谱片图像进行存储，并在存储设备中创建用户自身行业的铁谱片图像库，以便用户后续分析时从图像库中随时检索查询铁谱片图像；

S2：计算所述铁谱片图像中所要分析的磨粒颗粒的定量信息；

如图2所示，先采用曲线工具手动逐个地圈选出铁谱片图像中所要分析的磨粒颗粒边缘，图中每个正方形块为一个像素点，每个像素点在坐标系XY中都有唯一确定的坐标值，该坐标值可视为像素点的中心点坐标。黑色区域为获取的铁谱图像，其中白色区域为圈选出的边缘所围成面积，代表1个典型的磨粒，右下是比例尺表示一个像素点的大小为10μm×10μm。由于磨粒颗粒边缘的像素点是通过曲线工具手动连续选取的，因此颗粒轮廓边缘的像素点的坐标是已知的，记为(x1,y1)、……(xn,yn)；

然后通过图像识别技术计算所述磨粒颗粒的定量信息：磨粒颗粒的面积、磨粒颗粒的边缘周长、磨粒颗粒的长宽比；

面积的计算：依据轮廓边缘像素点坐标可累计出位于轮廓边缘内部所有像素点的数量，根据比例尺，像素点数量乘以每个像素点的面积便可计算出颗粒的整个面积；

周长的计算：由于已知轮廓边缘像素点的坐标，两两计算距离后累加再乘以比例尺，即可得到颗粒轮廓的周长；

长宽比的计算：该指标计算颗粒沿X轴的最大长度与沿Y轴的最大宽度之间的比值，颗粒沿X轴的最大长度是将轮廓边缘像素点坐标中X值的最大值减去最小值，同理可计算出颗粒沿Y轴的最大宽度，两者做比值便可计算出颗粒的长宽比；

接着重复步骤S2，直到将所需要计算的磨粒颗粒计算完为止；

通过采用以上方法计算磨粒颗粒的定量信息，并根据计算得到的定量信息，对磨粒颗粒进行定量分析，可极大的降低对试验人员的素质要求，工作效率可提高3-5倍，且准确性，客观性大幅地提高，而在传统方法中，仅靠试验人员的主观观察定性的判断颗粒的形貌特征，无法做出准确的定量分析，工作效率低，且误差也大。

计算结束后，将所述定量信息的计算结果生成TXT格式的记录文档，并将所生成的记录文档保存，保存位置与步骤S1中所获取的铁谱片图像的保存路径相同；

S3：根据所述定量信息查找与所述磨粒颗粒相匹配的标准铁谱片图像；

根据所述磨粒颗粒的定量信息确定所述磨粒颗粒的类型；具体地，根据所述磨粒颗粒的类型，从已有的标准铁谱片图像中调取与所述磨粒颗粒同一种类的磨粒颗粒的标准铁谱片图像；

S4：将所述定量信息与所述标准铁谱片图像进行比较分析，得出磨损情况；

具体地，参考所查找的标准铁谱片图像的说明信息，将所述定量信息与所述标准铁谱片图像的说明信息进行总体比较分析，从而得出磨损情况；

最后，生成.DOC格式的铁谱片分析报告并存储。

相应于上面的方法实施例，本发明提供了一种铁谱片图像分析装置。

如图3所示，本发明还提供的一种铁谱片图像分析装置，包括获取模块、计算模块、查找模块和铁谱片图像分析模块；

获取模块，用于获取要分析的铁谱片图像；

计算模块，用于计算所述铁谱片图像中所要分析的磨粒颗粒的定量信息；

查找模块，用于根据所述定量信息查找与所述磨粒颗粒相匹配的标准铁谱片图像；

铁谱片图像分析模块，用于将所述定量信息与所述标准铁谱片图像进行比较分析，得出磨损情况。

相应于上面的方法实施例，本发明还提供了一种铁谱片图像分析系统。

如图4所示，本发明还提供的一种铁谱片图像分析系统包括图3所示的一种铁谱片图像分析装置和如图5所示的铁谱片图像采集装置；

铁谱片图像采集装置，用于采集要分析的铁谱片图像；

铁谱片图像采集装置包括显微镜1、工业相机2；

优选的，显微镜1，选择同种特征参数的常用显微镜，物镜乘以目镜的总放大倍数为100倍、200倍、500倍、800倍均可；

优选的，工业相机2，选用大恒DH-HV5051工业相机或者同种参数的其他相机，主要参数USB2.0接口、分辨率500万像素(2592像素×1944像素)、逐行曝光、光学尺寸1/2.5英寸；

具体地，可选择获取模块通过启动工业相机2采集显微镜1上的铁谱片的图像，并将所采集的铁谱片图像存储，同时将所采集的铁谱片图像传输至铁谱片计算模块；

或者选择获取模块直接将事先保存在存储设备中的铁谱片图像传输至计算模块；

计算模块接收到的铁谱片图像后，逐个计算所述铁谱片图像中的磨粒颗粒的定量信息，并生成记录文档存储在和所接收到的铁谱片图像同一文件路径下，并将磨粒颗粒的定量信息传输至分析模块，分析模块根据所述磨粒颗粒的定量信息，确定所述磨粒颗粒的类型，并根据所述磨粒颗粒的类型通过查找模块查询同种类磨粒颗粒的标准铁谱片图像，然后将所述磨粒颗粒的定量信息与所述标准铁谱片图像的说明信息进行总体比较分析，得出磨损情况，最终生成铁谱片分析报告并保存在存储设备中，供后续工作人员进行查询分析铁谱片图像。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种铁谱片图像分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取要分析的铁谱片图像；

计算所述铁谱片图像中所要分析的磨粒颗粒的定量信息；

根据所述定量信息查找与所述磨粒颗粒相匹配的标准铁谱片图像；

将所述定量信息与所述标准铁谱片图像进行比较分析，得出磨损情况。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述铁谱片图像中所要分析的磨粒颗粒的定量信息步骤，包括：

先圈选出铁谱片图像中所要分析的磨粒颗粒边缘，然后根据所述摩粒颗粒的边缘计算所述磨粒颗粒的定量信息，直至将所要分析的铁谱片图像中的磨粒颗粒计算完为止。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，采用曲线工具对所述磨粒颗粒边缘进行圈选，获得所述磨粒颗粒边缘上每个像素点的坐标；采用图像识别技术根据所述磨粒颗粒边缘上像素点的坐标计算所述磨粒颗粒的定量信息。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述磨粒颗粒的定量信息为磨粒颗粒的面积、磨粒颗粒的边缘周长和磨粒颗粒的长宽比中的一个或多个。

5.根据权利要求1至4任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述获取要分析的铁谱片图像的方式包括：

通过图像采集装置采集所要分析的铁谱片图像且存储，并创建铁谱片图像库；或者

直接导入存储设备中预先存储的铁谱片图像。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，将计算得到的所述定量信息生成记录文档，并将所述记录文档保存在与所述铁谱片图像相同的文件路径下。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述定量信息查找与所述磨粒颗粒相匹配的标准铁谱片图像步骤，包括：

根据所述磨粒颗粒的定量信息确定所述磨粒颗粒的类型；

根据所述磨粒颗粒的类型调取与所述磨粒颗粒同一种类的磨粒颗粒的标准铁谱片图像。

8.根据权利要求1或7任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述将所述定量信息与所述标准铁谱片图像进行比较分析，得出磨损情况步骤之后，还包括：

生成铁谱片图像的分析报告，并存储。

9.一种铁谱片图像分析装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取要分析的铁谱片图像；

计算模块，用于计算所述铁谱片图像中所要分析的磨粒颗粒的定量信息；

查找模块，用于根据所述定量信息查找与所述磨粒颗粒相匹配的标准铁谱片图像；

铁谱片图像分析模块，用于将所述定量信息与所述标准铁谱片图像进行比较分析，得出磨损情况。

10.一种铁谱片图像分析系统，其特征在于，包括铁谱片图像采集装置和如权利要求9所述的装置，所述铁谱片图像采集装置，用于采集要分析的铁谱片图像。