.282 北京科技大学学报 1994年No.3 2滤波与检测 本系统在处理钢坯图像信号时，给定任一点A(x。,y,读取A点温度信号后给出A点 温度估计参数：。，则构成A(x。,y。,z)的三维坐标，它完全刻划了该点的剪切条件，也可 以这样说，当温度条件满足剪切要求后，带钢头部形状就唯一确定了最优剪切位置. 从数字图像处理学出发，热钢坯头部形状提取与检测是一个二值图像处理问题.为得到 二值图像首先引入灰度等级门限化概念，设有一二维图像函数∫(x,y),设一个门限值T, 就可以得到一个新的图像函数g(x,y)其中有： 1f(x,y)≥T 9(x,y)= 0 f(x,y)<T 上式可以看出，g(x,y)出现0,1跳变点即为带钢的边缘点.再把T做为优化剪切中的 临界温度条件，9(x,y)=1的所有点都满足剪切的温度条件，所以仅需对9(x,y)=1点集 构成的图像进行形状判别、曲线拟合，从而简化了数据处理·T值可以通过实验方法得到， 由g(x,y)二值函数可知每8位数据对应着8个像素，可以通过对某点A的像素与其相 邻点像素的0，】变化关系判别得到被测带钢形状· 实际生产过程中，带钢头部形状多为舌型，但也有少部份不规则形状·对不规则形状， 采用补点方法得到近似· 在图(2)中，当出现多于两个边缘点时，则用钢坯外侧两个边缘点坐标的平均值，作 为一个替代边缘点.即当扫描A行时，得到A(x,y),A(x2,ya),A(x3y;这时取 A代(x代，y代)，x代=(x+x2)/2;ya代=(y+y2)/2.当扫描B行时，得到B,(x,y61山，B: (xb2,yb),B,(xb3,yb,B4(x64y64)取B代(xb代yo代)其中xb代=(xb2十xb:)/2,yb代=(y2+y)/2; 且用B代替换A代·依此扫描到重新得到两个边缘点为止，近似后的钢坯形状如图(3)所示， 对于个别外部干扰造成的坯值采用最小二乘法加以滤除.可以认为每行扫描间隔小于10mm 且每3个同侧边缘点可近似旱一直线， B,B, B代 图2鱼尾状带钢头部 图3近似带钢头部 Fig.2 Fish tail shape of the head strip Fig.3 Similar head shape 在实验室中，采用下置灯光箱代替热钢坯辐射光源，用纸板代替钢坯，在摄像机单 行扫描实验中，选用凹形纸板，在实验条件下系统最大相对测量误差小于01%.（下转288页）2 8 2 北 京 科 技 大 学 学 报 1芜) 峙 年 N O . 3 2 滤波与检测 本 系 统在处理 钢坯 图像 信号 时 , 给定任 一点 A ( x 。 , y a), 读 取 A点 温 度 信 号 后 给 出 A 点 温 度估计 参数 z 。 , 则构 成 A ( x 。 , y 。 , 孔 ) 的三维坐 标 , 它完 全 刻 划 了 该点 的剪 切 条件 . 也 可 以 这样说 , 当温度 条件 满足 剪切 要求后 , 带 钢头部形 状就 唯一确定 了 最优 剪切 位置 . 从数 字 图像处理 学 出发 , 热 钢坯 头部形 状提取 与检测是 一个二 值图像 处理 问题 . 为得 到 二 值 图像 首 先 引 人灰 度 等 级 门限 化概 念 , 设 有 一 二 维 图像 函数 f (x , y ) , 设 一 个 门 限 值 双 就 可 以得 到 一个新 的 图像函 数 g ( x , 力 其 中有 : f ( x , y ) ) T f ( x , y ) < T ,且. nU 之r|1| 一一 、 ., 尹 y X 了.、 g 上 式 可 以看 出 , g( x , y) 出现 O , 1 跳变 点即为带 钢 的边 缘点 . 再把 T 做 为 优 化 剪切 中 的 临界温 度 条件 , g ( x , 力 = 1 的所有 点都 满足剪 切 的温 度 条 件 , 所 以 仅需 对 g ( x , y ) 二 1 点集 构成 的 图像进行 形状 判别 、 曲线拟合 , 从而 简化 了数据处理 . T 值 可 以通 过实验 方法 得到 . 由 g ( x , y ) 二 值 函 数可 知每 8 位 数据 对应着 8 个像素 , 可 以 通过 对某 点 A 的像 素 与 其 相 邻点像 素 的 0 , l 变化关 系判 别得到 被测 带钢形 状 . 实际 生产过 程 中 , 带 钢头部 形状 多 为舌 型 , 但 也有 少部份 不 规则 形 状 . 对 不规 则 形 状 , 采用 补点 方法得 到近 似 . 在 图 ( 2) 中 , 当 出现 多于 两个边 缘点 时 , 则 用钢坯外 侧 两 个 边 缘 点 坐 标 的平 均 值 , 作 为一 个替 代边 缘点 . 即 当扫描 A 行 时 , 得到 A l ( x a l , y 。 , ) , A Z ( x a Z , y a Z ) , A 3 ( x a 3 , y 。 3 ) ; 这时取 A 代 ( x a 代 , 夕 a 代 ) , x 讯 = ( x a l + x a Z ) / 2 ; 夕 a 代 = (夕 : l + 夕 a : ) / 2 . 当扫描 B 行 时 , 得 到 B : ( x b l , 夕b l ) , B Z ( x 。 2 , y b J , B 3 ( x b 3沙 、 3) , B 4 ( x b 4 , 夕b 4 )取 B 代 ( x b 代 , 夕b 代 )其 中x b 代 二 ( x b Z+ x b : ) / 2 , 夕b 代 = (夕b Z + 夕b: ) / 2 ; 且 用 B 代替 换 A 代 . 依此 扫描到 重新 得到 两个边缘 点 为止 , 近 似后 的钢坯形 状如 图 (3 ) 所 示 . 对于个别 外部 干扰 造成 的坯值 采 用最小 二乘法 加 以滤 除 . 可 以 认 为每行 扫描 间隔小于 10 1ll m , 且 每 3 个 同侧 边缘 点可 近似 呈 一直 线 . 妙 几 .B 六仲 B B A : A 代 儿又 J浅 图 2 鱼尾状 带钢头部 图 3 近似带 钢头 部 lgF . 2 F i s h at il s h a pe o f t h e h e a d s川p 瑰 . 3 5 1而l a r h e a d s h a eP 在 实验 室 中 , 采 用 下 置 灯 光 箱 代 替 热钢 坯 辐 射 光 源 , 用 纸 板 代 替 钢 坯 . 在 摄 像 机 单 行扫描 实验 中 , 选用 凹 形 纸板 . 在实 验条件 下系 统最大 相对测量 误 差小于 0 . 1% . (下 转 28 8 页 )