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

中車青島四方機車車輛股份有限公司 山東青島 266000

1 研究背景

彎管制圖中通常采用三維設(shè)計、二維出圖,管道的特征信息一般用坐標點表示。在進行管道彎制加工前,需要將圖紙中的設(shè)計數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為彎管機可以執(zhí)行的工藝數(shù)據(jù)[1-2],即將坐標點一一輸入到專用程序中,進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換[3]。這個過程一般采用手動輸入方式完成,工作煩瑣,數(shù)據(jù)量大,費時費力,并且極易出錯。對此,筆者基于圖像處理技術(shù),通過VS 2010平臺開發(fā)了彎管數(shù)據(jù)提取程序,實現(xiàn)了坐標點信息的準確識別和提取。

目前針對計算機輔助設(shè)計圖紙中數(shù)據(jù)提取的文獻[4-5],主要依據(jù)計算機輔助設(shè)計圖元規(guī)則,通過二次開發(fā)對圖紙信息進行提取、分類、輸出。這種技術(shù)手段無疑可以實現(xiàn)圖紙信息的提取,但是針對彎管計算機輔助設(shè)計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,通過對坐標點信息進行截圖,對圖片進行處理,最終提取坐標點信息。

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、生活的各個領(lǐng)域。在圖像處理時,首先要進行圖像預(yù)處理,將彩色圖轉(zhuǎn)換為灰度圖,再根據(jù)需求運用不同的算法進行計算、識別。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。

灰度化指對彩色圖像中的R、G、B顏色模式進行處理,使R、G、B三個色彩分量相等,將彩色圖轉(zhuǎn)化為灰度圖的過程。由于彩色圖中每個像素的顏色由R、G、B三個分量決定,灰度圖可以看作是與R、G、B三個分量相同的一種特殊的彩色圖[6]?；叶葓D只包含亮度信息,不包含彩色信息?；叶然幚矸椒ㄒ话阌蟹至糠?、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,通常把圖像中的內(nèi)容分為背景和目標。為了分析目標內(nèi)容,需要將背景舍棄,將感興趣的目標信息提取出來,再在此基礎(chǔ)上進一步進行分析、計算。在圖像中,背景、目標區(qū)域的灰度是有差別的,同時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[7],可以用灰度閾值對像素灰度進行分級,以此來識別背景與目標。二值化圖像處理時,通過設(shè)置一個灰度閾值,區(qū)分目標和背景,從而使圖像呈現(xiàn)清晰的黑白視覺效果,并將圖像像素的灰度值設(shè)置為0或255。

3 實現(xiàn)過程

基于VS 2010平臺,采用C#語言編制程序。截取坐標點區(qū)域圖像,如圖1所示。對圖像進行灰度化處理、二值化處理,如圖2所示。經(jīng)過圖像處理后,即可獲得清晰的圖像。將圖像中的圖元信息與OCR軟件的標準字庫[8-10]進行對比,將圖像信息翻譯為計算機字符串,顯示到轉(zhuǎn)換程序中。

▲圖1 坐標點區(qū)域圖像

▲圖2 圖像灰度化與二值化處理

4 轉(zhuǎn)換結(jié)果

某彎管計算機輔助設(shè)計圖紙信息中,彎管共有三個坐標點:(-10 612.3,-130,1 078.5)、(-10 550,-130,1 024)、(-10 354.5,-130,1 024)。通過數(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

筆者運用圖像處理技術(shù),對截取的彎管計算機輔助設(shè)計圖紙信息進行灰度化處理、二值化處理,再調(diào)用OCR軟件的標準字庫進行圖像對比,最終實現(xiàn)了彎管計算機輔助設(shè)計圖紙中坐標點信息的提取,非常簡便地得到了加工數(shù)據(jù),進而提高了加工效率。

▲圖3 轉(zhuǎn)換結(jié)果