基于圖像處理技術(shù)的彎管數(shù)據(jù)提取方法

□ 張 松 □ 趙德順 □ 汪宇楠

中車(chē)青島四方機(jī)車(chē)車(chē)輛股份有限公司 山東青島 266000

1 研究背景

彎管制圖中通常采用三維設(shè)計(jì)、二維出圖,管道的特征信息一般用坐標(biāo)點(diǎn)表示。在進(jìn)行管道彎制加工前,需要將圖紙中的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為彎管機(jī)可以執(zhí)行的工藝數(shù)據(jù)[1-2],即將坐標(biāo)點(diǎn)一一輸入到專(zhuān)用程序中,進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換[3]。這個(gè)過(guò)程一般采用手動(dòng)輸入方式完成,工作煩瑣,數(shù)據(jù)量大,費(fèi)時(shí)費(fèi)力,并且極易出錯(cuò)。對(duì)此,筆者基于圖像處理技術(shù),通過(guò)VS 2010平臺(tái)開(kāi)發(fā)了彎管數(shù)據(jù)提取程序,實(shí)現(xiàn)了坐標(biāo)點(diǎn)信息的準(zhǔn)確識(shí)別和提取。

目前針對(duì)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)圖紙中數(shù)據(jù)提取的文獻(xiàn)[4-5],主要依據(jù)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)圖元規(guī)則,通過(guò)二次開(kāi)發(fā)對(duì)圖紙信息進(jìn)行提取、分類(lèi)、輸出。這種技術(shù)手段無(wú)疑可以實(shí)現(xiàn)圖紙信息的提取,但是針對(duì)彎管計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)圖紙中有效信息較為固定的情況,可以采用更為直接的提取手段,通過(guò)對(duì)坐標(biāo)點(diǎn)信息進(jìn)行截圖,對(duì)圖片進(jìn)行處理,最終提取坐標(biāo)點(diǎn)信息。

2 圖像處理技術(shù)

圖像處理技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于人們工作、生活的各個(gè)領(lǐng)域。在圖像處理時(shí),首先要進(jìn)行圖像預(yù)處理,將彩色圖轉(zhuǎn)換為灰度圖,再根據(jù)需求運(yùn)用不同的算法進(jìn)行計(jì)算、識(shí)別。彎管數(shù)據(jù)提取方法主要涉及圖像灰度化和圖像二值化。

灰度化指對(duì)彩色圖像中的R、G、B顏色模式進(jìn)行處理,使R、G、B三個(gè)色彩分量相等,將彩色圖轉(zhuǎn)化為灰度圖的過(guò)程。由于彩色圖中每個(gè)像素的顏色由R、G、B三個(gè)分量決定,灰度圖可以看作是與R、G、B三個(gè)分量相同的一種特殊的彩色圖[6]。灰度圖只包含亮度信息,不包含彩色信息。灰度化處理方法一般有分量法、最大值法、平均值法、加權(quán)平均值法,筆者采用加權(quán)平均值法。

圖像處理時(shí),通常把圖像中的內(nèi)容分為背景和目標(biāo)。為了分析目標(biāo)內(nèi)容,需要將背景舍棄,將感興趣的目標(biāo)信息提取出來(lái),再在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步進(jìn)行分析、計(jì)算。在圖像中,背景、目標(biāo)區(qū)域的灰度是有差別的,同時(shí)兩者之間像素又有很多關(guān)聯(lián)。相同的圖元之間必然有相同的像素級(jí)[7],可以用灰度閾值對(duì)像素灰度進(jìn)行分級(jí),以此來(lái)識(shí)別背景與目標(biāo)。二值化圖像處理時(shí),通過(guò)設(shè)置一個(gè)灰度閾值,區(qū)分目標(biāo)和背景,從而使圖像呈現(xiàn)清晰的黑白視覺(jué)效果,并將圖像像素的灰度值設(shè)置為0或255。

3 實(shí)現(xiàn)過(guò)程

基于VS 2010平臺(tái),采用C#語(yǔ)言編制程序。截取坐標(biāo)點(diǎn)區(qū)域圖像,如圖1所示。對(duì)圖像進(jìn)行灰度化處理、二值化處理,如圖2所示。經(jīng)過(guò)圖像處理后,即可獲得清晰的圖像。將圖像中的圖元信息與OCR軟件的標(biāo)準(zhǔn)字庫(kù)[8-10]進(jìn)行對(duì)比,將圖像信息翻譯為計(jì)算機(jī)字符串,顯示到轉(zhuǎn)換程序中。

▲圖1 坐標(biāo)點(diǎn)區(qū)域圖像

▲圖2 圖像灰度化與二值化處理

4 轉(zhuǎn)換結(jié)果

某彎管計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)圖紙信息中,彎管共有三個(gè)坐標(biāo)點(diǎn):(-10 612.3,-130,1 078.5)、(-10 550,-130,1 024)、(-10 354.5,-130,1 024)。通過(guò)數(shù)據(jù)處理,將數(shù)據(jù)信息提取到數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序中,轉(zhuǎn)換結(jié)果如圖3所示。

5 結(jié)束語(yǔ)

筆者運(yùn)用圖像處理技術(shù),對(duì)截取的彎管計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)圖紙信息進(jìn)行灰度化處理、二值化處理,再調(diào)用OCR軟件的標(biāo)準(zhǔn)字庫(kù)進(jìn)行圖像對(duì)比,最終實(shí)現(xiàn)了彎管計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)圖紙中坐標(biāo)點(diǎn)信息的提取,非常簡(jiǎn)便地得到了加工數(shù)據(jù),進(jìn)而提高了加工效率。

▲圖3 轉(zhuǎn)換結(jié)果