書名：數(shù)字圖像處理實戰(zhàn)
作者：楊坦 張良均
出版社：人民郵電出版社有限公司
出版時間：2023-11-01
ISBN：9787115623850
第9章 鋼軌表面缺陷檢測
9.4 基于區(qū)域生長算法的鋼軌表面缺陷檢測
9.4.2 上閾值的自適應(yīng)選擇
- 經(jīng)過9.3節(jié)中的預(yù)處理及9.4.1小節(jié)中的種子點提取，得到包含于缺陷區(qū)域內(nèi)部的種子點集合大年。
但代碼9-6中所得到的連通區(qū)域本質(zhì)上是行掃描中遠離灰度中值的“波動”像素的集合，并不能簡單地根據(jù)它們是否包含種子點而得出這些連通區(qū)域就對應(yīng)某個鋼軌表面缺陷轻要。
通常連通區(qū)域的范圍會比缺陷區(qū)域的更大一些垦缅，這就需要在算法中設(shè)置合適的上閾值，也就是在區(qū)域生長過程中并入?yún)^(qū)域的像素的最大灰度值失都，以便對區(qū)域生長的過程進行一定的限制幸冻。
1.上閾值的自適應(yīng)選擇的原理
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回顧9.2.1小節(jié)中對I型RSDDs數(shù)據(jù)集的分析，疤痕類缺陷的實質(zhì)是鋼軌表面上的坑洞庞溜，坑洞內(nèi)部由于沒有光線直射而擁有比周邊區(qū)域更低的灰度值碑定。
從種子點開始進行區(qū)域生長，也就是不斷地把與當前區(qū)域相鄰且灰度值小于上閾值的像素合并到區(qū)域中的過程延刘。
假設(shè)坑洞內(nèi)壁相對底部與坑洞周邊更為陡峭，疤痕類缺陷的徑向剖面示意如圖9-12所示驾荣。
圖9-12 疤痕類缺陷的徑向剖面示意 -
計算使用區(qū)域生長算法取不同上閾值時所得到的對應(yīng)連通區(qū)域的面積普泡，并繪制上閾值—面積曲線，該曲線應(yīng)該具有類似Sigmoid函數(shù)曲線的形狀歧匈，如圖9-13所示砰嘁。
一開始的較為平坦的曲線對應(yīng)坑洞內(nèi)部較小的面積件炉，由于內(nèi)壁相對陡峭，這一段曲線對應(yīng)的面積變化較小妻率。
當上閾值繼續(xù)增加接近于坑洞邊緣像素的灰度值時，上閾值—面積曲線會有一個明顯的跳躍走净。
當上閾值大于坑洞周邊像素的灰度值時，由于連通區(qū)域面積已經(jīng)擴大到極限伏伯，上閾值—面積曲線便進入第二個平坦區(qū)域捌袜。
根據(jù)以上的分析，本小節(jié)對上閾值—面積曲線使用Sigmoid函數(shù)進行擬合虏等，并利用Sigmoid函數(shù)的連續(xù)性與階躍特性來選取最終的上閾值。
圖9-13 上閾值—面積曲線示意
