專利名稱：一種音圈馬達(dá)磁體邊緣檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)和canny算子的音圈馬達(dá)磁體邊緣檢測(cè)方法，屬于計(jì)算機(jī)圖像識(shí)別領(lǐng)域，適用于音圈馬達(dá)磁體的邊緣提取。
背景技術(shù)：
音圈馬達(dá)(Voice Coil Motor簡(jiǎn)稱VCM)是硬盤中不可缺少的零件,它上面的磁體會(huì)形成磁場(chǎng)，利用這個(gè)磁場(chǎng)來(lái)驅(qū)動(dòng)硬盤里的讀寫(xiě)臂，所以VCM磁體的邊緣信息是保證硬盤質(zhì)量的重要因素之一。然而在實(shí)際檢測(cè)中，因?yàn)閂CM形狀較為復(fù)雜，采集磁體邊緣信息時(shí)往往會(huì)出現(xiàn)虛假邊緣，造成磁體邊緣定位不準(zhǔn)確。
數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)以幾何學(xué)為基礎(chǔ)對(duì)圖像進(jìn)行分析，將結(jié)構(gòu)元素應(yīng)用于輸入圖像，從而得到與輸入圖像同等大小的輸出圖像，其基本思想是用具有一定形態(tài)的結(jié)構(gòu)元素來(lái)探測(cè)和 提取圖像特征以達(dá)到對(duì)圖像分析和識(shí)別的目的。膨脹、腐蝕、開(kāi)啟和閉合是數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)中基本的運(yùn)算。Canny算子是一個(gè)具有濾波、增強(qiáng)和檢測(cè)的多階段的優(yōu)化算子。Canny給出評(píng)價(jià)邊緣檢測(cè)性能的3個(gè)指標(biāo)I)高信噪比準(zhǔn)則，即非邊緣點(diǎn)被誤判為邊緣點(diǎn)或者邊緣點(diǎn)被誤判為非邊緣點(diǎn)的概率要低，使輸出的信噪比達(dá)到最大；2)高定位精度準(zhǔn)則，即檢測(cè)出的圖像邊緣點(diǎn)要盡可能在實(shí)際圖像邊緣的中心；3)單一邊緣響應(yīng)準(zhǔn)則，即要保證單個(gè)邊緣只有一個(gè)像素相應(yīng)，并且使虛假邊緣的響應(yīng)在最大程度上得到抑制。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)和canny算子的VCM磁體邊緣檢測(cè)方法，其能夠?qū)崟r(shí)穩(wěn)定高效地檢測(cè)VCM磁體的邊緣?；跀?shù)學(xué)形態(tài)學(xué)和canny算子的VCM磁體邊緣檢測(cè)方法，包括以下步驟步驟I)，輸入VCM的TIFF圖像進(jìn)行去除背景及二值化處理，得到磁體的二值圖像；步驟2)，對(duì)二值圖像運(yùn)用半徑為15的圓盤型結(jié)構(gòu)元素進(jìn)行先腐蝕后膨脹的數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)運(yùn)算，即開(kāi)啟運(yùn)算；然后再運(yùn)用半徑為8的鉆石型結(jié)構(gòu)元素進(jìn)行先膨脹后腐蝕運(yùn)算，即閉合運(yùn)算；步驟3)，采用高斯濾波器對(duì)步驟2)得到的圖像進(jìn)行平滑處理，過(guò)濾圖像噪聲；步驟4)，采用canny算子進(jìn)行梯度計(jì)算，得到圖像中每個(gè)像素點(diǎn)的梯度值；步驟5)，采用步驟4)得到的圖像中每個(gè)像素點(diǎn)的梯度值，對(duì)每個(gè)像素點(diǎn)和梯度值進(jìn)行非極大值抑制，得到初步的圖像邊緣點(diǎn)；步驟6)，對(duì)步驟5)得到的初步邊緣點(diǎn)進(jìn)行雙閾值計(jì)算，進(jìn)一步精化邊緣點(diǎn)，剔除假邊緣點(diǎn)和補(bǔ)全邊緣缺口，得到完整的邊緣。
本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，利用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)算法對(duì)VCM圖像進(jìn)行預(yù)處理以及圖像特征提取可以有效的去除干擾并保留圖像的細(xì)節(jié)信息，將處理后的圖像運(yùn)用canny算子進(jìn)行邊緣檢測(cè)可以得到清晰的VCM磁體形狀邊緣。


圖I為基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)和canny算子的VCM磁體邊緣檢測(cè)方法的流程圖。圖2為采集的VCM原始圖。圖3為數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)預(yù)處理后的結(jié)果示意圖。圖4為磁體邊緣檢測(cè)結(jié)果示意圖。
具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做進(jìn)一步說(shuō)明。I)輸入需要檢測(cè)的VCM圖片，做去除背景處理，提取感興趣的磁體部分，做二值化處理，得到磁體的二值圖像X。2)選取結(jié)構(gòu)元素S1和S2，其中S1為半徑為15的圓盤型結(jié)構(gòu)，S2為半徑為8的鉆石型結(jié)構(gòu)。運(yùn)用S1對(duì)X進(jìn)行先腐蝕后膨脹的數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)運(yùn)算，即開(kāi)啟運(yùn)算X。兄得到X1，然后再運(yùn)用S2進(jìn)行先膨脹后腐蝕的數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)運(yùn)算，即閉合運(yùn)算 Jf1 · S12 = (X1Θ S2 )&S2，得到 X2。
_(文2+少2)文2+少23)采用二維高斯函數(shù)求得一階導(dǎo)數(shù)^ =,
2πσdx 2πσ
X2+y2
$ =與X2進(jìn)行卷積運(yùn)算得到￡和,計(jì)算得到圖像中每
Oy 2πσx dx
個(gè)像素點(diǎn)的梯度值2(/, _/) = yjE2x(i,j) + E2y(i,j)。4)對(duì)每個(gè)像素點(diǎn)和梯度值進(jìn)行非極大值抑制即細(xì)化梯度幅值圖像的屋脊帶，只保留幅值局部變化最大的點(diǎn)，若像素點(diǎn)(i，j)的邊緣強(qiáng)度A(i，j)不小于梯度方向上兩個(gè)相鄰像素點(diǎn)的梯度幅值，則判斷該點(diǎn)為可能的邊緣點(diǎn)。5)設(shè)定兩個(gè)閾值τ i和τ 2，對(duì)非極大值抑制圖像進(jìn)行雙閾值化，可得到兩個(gè)檢測(cè)結(jié)果，分別是以低閾值T1分割得到的圖像T1和以高閾值^分割得到的圖像Τ2。以圖像T2為基礎(chǔ)連接邊緣輪廓，連接到端點(diǎn)時(shí)，以圖像T1為補(bǔ)充進(jìn)行邊緣連接獲得最終的邊緣檢測(cè)效果圖。以上是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均屬于發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種音圈馬達(dá)磁體邊緣檢測(cè)方法，其特征在于先采用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)對(duì)音圈馬達(dá)磁體圖像進(jìn)行處理，再運(yùn)用canny算子檢測(cè)出清晰的磁體邊緣形狀。
2.根據(jù)權(quán)利I要求所述的音圈馬達(dá)磁體邊緣檢測(cè)方法，其特征在于所采用的數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)對(duì)圖像進(jìn)行處理是對(duì)二值圖像運(yùn)用半徑為15的圓盤型結(jié)構(gòu)元素進(jìn)行先腐蝕后膨脹的數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)運(yùn)算，即開(kāi)啟運(yùn)算；然后再運(yùn)用半徑為8的鉆石型結(jié)構(gòu)元素進(jìn)行先膨脹后腐蝕運(yùn)算，即閉合運(yùn)算。
全文摘要
本發(fā)明提供一種基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)和canny算子的音圈馬達(dá)(Voice Coil Motor簡(jiǎn)稱VCM)磁體邊緣檢測(cè)方法，屬于計(jì)算機(jī)圖像識(shí)別領(lǐng)域。其基本步驟為(1)輸入VCM圖像進(jìn)行去除背景及二值化處理，得到磁體的二值圖像；(2)對(duì)二值圖像進(jìn)行先腐蝕后膨脹運(yùn)算；然后再進(jìn)行先膨脹后腐蝕運(yùn)算；(3)采用高斯濾波器對(duì)步驟(2)得到的圖像進(jìn)行平滑處理；(4)進(jìn)行梯度計(jì)算，得到每個(gè)像素點(diǎn)的梯度值；(5)對(duì)每個(gè)像素點(diǎn)和梯度值進(jìn)行非極大值抑制，得到初步邊緣點(diǎn)；(6)對(duì)步驟(5)得到的初步邊緣點(diǎn)進(jìn)行雙閾值計(jì)算，得到完整的邊緣。采用本發(fā)明方法能穩(wěn)定高效地檢測(cè)出VCM磁體的邊緣。
文檔編號(hào)G06T5/00GK102779342SQ201210201018
公開(kāi)日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月15日
發(fā)明者張相勝, 楊莉, 潘豐 申請(qǐng)人:江南大學(xué)