彩色鐵譜圖像信息提取技術的研究.pdf

1、磨損是機械設備失效的主要形式，78％以上的設備故障是由磨損引起的，因此實時而有效監(jiān)測磨損狀況，建立基于設備狀態(tài)的維修體制，對保障大型機械設備的正常運行，提高生產效率等具有重要意義。鐵譜分析技術是一種快速有效的磨損監(jiān)測方法，其原理是利用高梯度的強磁場將磨損顆粒從潤滑油中分離出來，按大小依次沉積在玻璃基片上形成鐵譜片，并對分離出來的磨粒大小、形狀、顏色等特征信息進行定性和定量的分析，這為監(jiān)測機械設備磨損狀態(tài)、分析故障原因等提供了全面而可靠的

2、信息。
　　 然而鐵譜技術仍存在一些缺陷，如對操作者的專業(yè)知識和經驗要求過高、過分依賴人的主觀判斷等。通過引入圖像處理技術，實現(xiàn)對磨粒粒度、顏色等特征信息的自動識別正是當今發(fā)展的趨勢。但是目前只是局限在對單個磨粒的識別，對存在多個磨粒的鐵譜圖像方面的研究卻不多。由于某種類型的單個磨粒的出現(xiàn)具有偶然性，不能有效判斷磨損狀態(tài)，所以對多個磨粒的研究不但可以從整體上把握磨損的劇烈程度，而且可以從宏觀上提高分析與判斷設備故障的準確率。因此

3、，本文對磨粒濃度、大小、顏色三方面的信息提取進行了研究工作，其具體如下：
　　 (1)在試驗平臺的基礎上，對磨粒濃度進行了研究。選擇OTSU法來自動分割磨粒與背景，并提出了改進的基于RGB顏色分量的自適應閾值算法，來選取最佳閾值分割磨粒與背景，從而得到磨粒的濃度值。其結果表明改進后的算法能較好的將亮度值較大的顆粒歸入目標中，也能較好地分割灰度相接近的磨粒與背景，并且提高了鐵譜圖像分析的適用性及準確性。
　　 (2)在不同

4、粒度范圍磨粒濃度計算方面進行的研究。采用分水嶺算法處理僅去除背景的圖像，并改進算法，利用形態(tài)學對梯度圖像進行重建和統(tǒng)計方法修正區(qū)域的相似度閾值，進而得到不同尺寸范圍內的磨損顆粒濃度值。計算結果中出現(xiàn)較少的過分割現(xiàn)象，從一定程度上提高了粒度計算的準確性。
　　 (3)在顏色特征提取方面進行的研究。將鐵譜圖像中每個顆粒區(qū)域的平均像素值代替其中的每個像素點，統(tǒng)計其中亮色、黑色、紅色三種顏色范圍內的像素個數(shù)，進而得到三種顏色顆粒的濃度值