一種基于圖像處理的發動機潤滑油清凈分散性測定方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于圖像處理的發動機潤滑油清凈分散性測定方法，具體包括以下步驟：將發動機油樣滴一滴在濾紙上得到油斑；用照相機采集油斑的RGB彩色圖像f輸入計算機；將油斑圖像去噪，得到去噪后的RGB彩色圖像；將其轉換至HSI顏色模型；對HIS顏色模型的S分量圖像分割得到飽和度分割圖MS；提取飽和度差異圖CS；計算飽和度差異圖CS的像素數NS；對HIS顏色模型的I分量圖像分割得到油斑的密度分割圖MI；提取密度差異圖CI；計算密度差異圖CI的像素數NI；計算油品的清凈分散性系數K：本發明依據沉淀區、擴散區和油環區對亮度的具有不同透射率的特性，自動檢測檢測擴散區和油環區，從而測定清凈分散性的原理。該方法計算簡單、精度高，適合在實時的系統中采用。
【專利說明】一種基于圖像處理的發動機潤滑油清凈分散性測定方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種潤滑油的清凈分散性測定方法，特別是一種基于圖像處理的發動機潤滑油清凈分散性測定方法。
【背景技術】
[0002]發動機是汽車的心臟，汽車運轉過程中發動機內有許多相互摩擦運動的金屬表面，這些部件運動速度快、工作環境差。發動機潤滑油，被譽為汽車的“血液”，對發動機起到潤滑、清潔、冷卻、密封、減磨等作用，可降低發動機零件的磨損，延長其使用壽命。隨著發動機工作時間的延續，潤滑油在高溫下的氧化、機械零件的磨損產物、使用過程中的燃油和水分的混入其中，這些原因都將使潤滑油受到污染，導致油品下降，甚至喪失潤滑油的效能。對潤滑油進行實時監測，一方面發現潤滑油質量的變化，做到按需要更換潤滑油，降低運行成本；另一方面可提前預知機器技術狀態，進而及時發現機器的故障征兆及預報設備可能發生的故障，有針對性地進行維護和修理。
[0003]目前，發動機潤滑油的監測最常用的方法主要是通過油滴斑點試驗，具體操作為:首先，用金屬或玻璃棒把從發動機內取出的油樣滴一滴在濾紙上，靜置3個小時以上，濾紙上便形成顏色不同的暈環似的斑痕，斑痕的圖像因濾紙、潤滑油質量及污染物不同而不同，一般都顯示三個或更多的暈環:沉積環、擴散環和油環。其次，手工勾勒出擴散環和油環，并用人工直尺法測量擴散環和油環的直徑。再次，重復測量多組擴散環和油環的直徑數據，計算每組擴散環和油環直徑的比值(擴散環和油環直徑的之比為清凈分散性系數)，并取平均值作為該潤滑油的清凈分散性系數，清凈分散性系數值越大，表明潤滑油分散性越好，反之亦反。
[0004]傳統的人工直尺法存在以下問題:一是測量過程費時、費力，為了提高精度常常需要進行多次測量；二是測量精度不高。由于實際中無論是擴散環還是油環，都不是標準圓形，而且兩環質心一般不重合，這樣測得的擴散環和油環直徑的就容易存在誤差，造成測量精度不高，即使是多次測量也無法保證測量的精度。
[0005]綜上，研究一種快速、準確地測定發動機潤滑油清凈分散性的方法，對于快速、準確判定潤滑油的質量尤為重要。
【發明內容】
[0006]針對上述現有技術中存在的缺陷或不足，本發明的目的在于，提供一種基于圖像處理的發動機潤滑油清凈分散性測定方法，該方法依據沉淀區、擴散區和油環區對亮度的具有不同透射率的特性，自動檢測擴散區和油環區，從而測定清凈分散性的原理。本發明的計算簡單、精度高，且運行時間短，適合在實時的系統中采用。
[0007]為了達到上述目的，本發明采用如下的技術方案予以解決:
[0008]一種基于圖像處理的發動機潤滑油清凈分散性測定方法，具體包括以下步驟:
[0009]步驟1:將發動機油樣滴一滴在濾紙上，得到油斑；[0010]步驟2:用照相機采集油斑的RGB彩色圖像f，并將得到的RGB彩色圖像f輸入計算機，RGB彩色圖像f的大小為MXN ; (R(x, y), G(x, y), B(x, y))分別表示像素(x, y)的R分量值、G分量值和B分量值，I < χ < M，I < y < N，χ和y均為整數；
[0011]步驟3:將油斑圖像去噪，得到去噪后的RGB彩色圖像；
[0012]步驟4:將去噪后的RGB彩色圖像轉換至HSI顏色模型；
[0013]步驟5:對HIS顏色模型的S分量進行圖像分割，得到油斑的飽和度分割圖MS ；
[0014]步驟6:提取飽和度差異圖CS ；
[0015]步驟7:計算飽和度差異圖CS的像素數NS ；
[0016]步驟8:對HIS顏色模型的I分量圖像分割，得到油斑的密度分割圖MI ；
[0017]步驟9:提取密度差異圖Cl ；
[0018]步驟10:計算密度差異圖Cl的像素數NI ；
[0019]步驟11:利用式8計算油品的清凈分散性系數K:
【權利要求】
1.一種基于圖像處理的發動機潤滑油清凈分散性測定方法，其特征在于，具體包括以下步驟: 步驟1:將發動機油樣滴一滴在濾紙上，得到油斑； 步驟2:用照相機采集油斑的RGB彩色圖像f，并將得到的RGB彩色圖像f輸入計算機，1?8彩色圖像€的大小為1\10?(\7)，6 0^7)，8 0^7))分別表示像素(x，y)的R分量值、G分量值和B分量值，I≤X≤M，I≤y≤N，X和y均為整數； 步驟3:將油斑圖像去噪，得到去噪后的RGB彩色圖像； 步驟4:將去噪后的RGB彩色圖像轉換至HSI顏色模型； 步驟5 J^HIS顏色模型的S分量進行圖像分割，得到油斑的飽和度分割圖MS ； 步驟6:提取飽和度差異圖CS ； 步驟7:計算飽和度差異圖CS的像素數NS ； 步驟8:對HIS顏色模型的I分量圖像分割，得到油斑的密度分割圖MI ； 步驟9:提取密度差異圖Cl ； 步驟10:計算密度差異圖Cl的像素數NI ； 步驟11:利用式8計算油品的清凈分散性系數K:
2.如權利要求1所述的基于圖像處理的發動機潤滑油清凈分散性測定方法，其特征在于，所述步驟3中對油斑圖像去噪采用中值濾波法。
3.如權利要求1所述的基于圖像處理的發動機潤滑油清凈分散性測定方法，其特征在于，所述步驟4中所使用的轉換公式如下:
4.如權利要求1所述的基于圖像處理的發動機潤滑油清凈分散性測定方法，其特征在于，所述步驟5對HIS顏色模型的S分量進行圖像分割的公式如下:
5.如權利要求1所述的基于圖像處理的發動機潤滑油清凈分散性測定方法，其特征在于，所述步驟6具體包括如下步驟: 首先，采用8-連通標記油斑的飽和度分割圖MS中MS (x，y) = I的連通區域；其次，統計各連通區域的像素數；最后，將像素數最多的連通區域作為飽和度差異圖CS。
6.如權利要求1所述的基于圖像處理的發動機潤滑油清凈分散性測定方法，其特征在于，所述步驟7計算飽和度差異圖CS的像素數NS包括如下步驟: 從首行開始，從左到右掃描飽和度差異圖CS中的所有行，記第X行中CS(x，y) = I的像素的最左列和最右列的列坐標值分別為Sxl和Sxl.，則飽和度差異圖CS的像素數NS為:
7.如權利要求1所述的基于圖像處理的發動機潤滑油清凈分散性測定方法，其特征在于，所述步驟8對HIS顏色模型的I分量圖像分割的公式如下:
8.如權利要求1所述的基于圖像處理的發動機潤滑油清凈分散性測定方法，其特征在于，所述步驟9提取密度差異圖Cl的操作步驟如下: 首先，采用8-連通標記油斑的密度分割圖MI中MI (x，y) = I的連通區域；其次，統計各連通區域的像素數；最后，將像素數最多的連通區域作為密度差異圖Cl。
9.如權利要求1所述的基于圖像處理的發動機潤滑油清凈分散性測定方法，其特征在于，所述步驟10計算密度差異圖Cl的像素數NI包括如下步驟: 從首行開始，從左到右掃描圖Cl中的所有行，記第χ行中Cl (x，y) = I的像素的最左和最右列的列坐標值分別為Ixl和Ixl?，則密度差異圖Cl的像素數NI為:
【文檔編號】G06T7/00GK103472063SQ201310425726
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月17日 優先權日:2013年9月17日
【發明者】張雷, 肖梅, 劉龍, 馬登輝, 韓光 申請人:長安大學