基于图像处理技术的弯管数据提取方法

2022-06-09赵德顺汪宇楠

机械制造 2022年2期

□ 张松 □ 赵德顺 □ 汪宇楠

中车青岛四方机车车辆股份有限公司山东青岛 266000

1 研究背景

弯管制图中通常采用三维设计、二维出图,管道的特征信息一般用坐标点表示。在进行管道弯制加工前,需要将图纸中的设计数据转换为弯管机可以执行的工艺数据[1-2],即将坐标点一一输入到专用程序中,进行数据转换[3]。这个过程一般采用手动输入方式完成,工作烦琐,数据量大,费时费力,并且极易出错。对此,笔者基于图像处理技术,通过VS 2010平台开发了弯管数据提取程序,实现了坐标点信息的准确识别和提取。

目前针对计算机辅助设计图纸中数据提取的文献[4-5],主要依据计算机辅助设计图元规则,通过二次开发对图纸信息进行提取、分类、输出。这种技术手段无疑可以实现图纸信息的提取,但是针对弯管计算机辅助设计图纸中有效信息较为固定的情况,可以采用更为直接的提取手段,通过对坐标点信息进行截图,对图片进行处理,最终提取坐标点信息。

2 图像处理技术

图像处理技术已经应用于人们工作、生活的各个领域。在图像处理时,首先要进行图像预处理,将彩色图转换为灰度图,再根据需求运用不同的算法进行计算、识别。弯管数据提取方法主要涉及图像灰度化和图像二值化。

灰度化指对彩色图像中的R、G、B颜色模式进行处理,使R、G、B三个色彩分量相等,将彩色图转化为灰度图的过程。由于彩色图中每个像素的颜色由R、G、B三个分量决定,灰度图可以看作是与R、G、B三个分量相同的一种特殊的彩色图[6]。灰度图只包含亮度信息,不包含彩色信息。灰度化处理方法一般有分量法、最大值法、平均值法、加权平均值法,笔者采用加权平均值法。

图像处理时,通常把图像中的内容分为背景和目标。为了分析目标内容,需要将背景舍弃,将感兴趣的目标信息提取出来,再在此基础上进一步进行分析、计算。在图像中,背景、目标区域的灰度是有差别的,同时两者之间像素又有很多关联。相同的图元之间必然有相同的像素级[7],可以用灰度阈值对像素灰度进行分级,以此来识别背景与目标。二值化图像处理时,通过设置一个灰度阈值,区分目标和背景,从而使图像呈现清晰的黑白视觉效果,并将图像像素的灰度值设置为0或255。