一種多源信息融合的汽車機油清凈分散性定量測定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于計算機圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種融合多源圖像信息的汽車機 油清凈分散性測定方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 發(fā)動機是汽車的屯、臟，是汽車正常工作的重要保障。發(fā)動機潤滑油的清凈分散性 是發(fā)動機機油的重要性能指標(biāo)之一，它指能抑制積炭、油膜和油泥的生成，或?qū)⒁呀?jīng)生成的 該些沉積物沖入潤滑油中予W清除的性能，機油應(yīng)具有良好地清凈分散性。
[0003] 按國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T7607-1987中附錄A《內(nèi)燃機油濾紙斑點試驗方法》的要求，現(xiàn) 場快速測定機油清凈分散性的方法為濾紙斑點試驗法，具體過程；在滴定臺上用滴椿，滴一 定質(zhì)量的機油到專用濾紙上，靜置數(shù)小時，形成油斑圖。依據(jù)油斑圖測定機油清靜分散性主 要有：目測法、阻光度法和直徑比法=種。其中，目測法是把滴好的濾紙斑點圖與標(biāo)準(zhǔn)濾紙 斑點圖譜對比分析，對機油品質(zhì)等級作出判斷，目測法簡單、易行，但判定的結(jié)果具有一定 的主觀性。阻光度法判定機油的清凈分散性的過程：獲得油斑圖后通過光源箱中的光線分 別照射油斑圖的沉淀環(huán)和擴散環(huán)，再由光電傳感器分別把透過沉淀環(huán)和擴散環(huán)的光信號變 成電信號送入主機，測得油斑圖沉淀環(huán)阻光度和擴散環(huán)阻光度計算清凈分散性系數(shù)。該方 法需要在試驗室環(huán)境下進行，操作也較復(fù)雜。此外，董元虎等人通過直徑比法來快速測定機 油的清靜分散性，用直尺測量擴散環(huán)和油環(huán)的直徑，擴散環(huán)直徑和油環(huán)直徑的比值越大，說 明機油的清靜分散性越好，反之亦反，該方法簡單可在室外現(xiàn)場實施。然而，由于油斑暈環(huán) 并非是標(biāo)準(zhǔn)圓且邊界呈現(xiàn)銀齒型，使得人工直尺法測量直徑時存在測量精度不高，為減少 測量誤差需取多次測量的平均值，多次測量又會造成時間的浪費。而且，由國標(biāo)的判定方法 可知，清靜分散性的好壞，不僅由擴散環(huán)的直徑?jīng)Q定，而且還和沉淀環(huán)的顏色有關(guān)，僅憑擴 散環(huán)和油環(huán)的直徑比值來判斷，不可避免的會產(chǎn)生錯誤。然而，現(xiàn)行國標(biāo)是在目測沉淀環(huán)顏 色和測量暈環(huán)直徑時均存在主觀判定的誤差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷或不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種發(fā)動機機 油清凈分散性測定方法，該方法首先利用照相機采集油斑的彩色圖像，并將油斑圖像輸入 計算機；接著利用計算機提取油斑圖像的油環(huán)區(qū)、擴散環(huán)區(qū)和沉淀區(qū)，融合沉淀環(huán)的暗度和 擴散環(huán)的寬度信息判定機油的清靜分散性。本發(fā)明的計算簡單，且避免了主觀因素對判定 結(jié)果的影響，使得測定結(jié)果精度高，適合在實時的系統(tǒng)中采用。
[0005] 為了達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予W解決：
[0006] 一種多源信息融合的汽車機油清凈分散性定量測定方法，包括如下步驟：
[0007] 步驟1 ;采集油斑彩色圖像；
[000引步驟2 ;將油斑彩色圖像轉(zhuǎn)換至服V顏色空間，得到油斑服V彩色圖；
[0009] 其特征在于，所述方法還包括如下步驟：
[0010] 步驟3 ;對油斑服V彩色圖進行油環(huán)分割，得到油環(huán)初圖；
[0011] 步驟4 ;對油環(huán)初圖進行后處理，得到油環(huán)圖；
[0012] 步驟5;對油斑HSV彩色圖進行擴散環(huán)分割，得到擴散環(huán)初圖；
[0013] 步驟6;對擴散環(huán)初圖進行后處理，得到擴散環(huán)圖；
[0014] 步驟7 ;對油斑服V彩色圖進行沉淀環(huán)檢測，得到沉淀環(huán)初圖；
[0015] 步驟8 ;對沉淀環(huán)初圖進行后處理，得到沉淀環(huán)圖；
[0016] 步驟9 ;根據(jù)油環(huán)圖、擴散環(huán)圖和沉淀環(huán)圖，計算擴散環(huán)直徑比重；
[0017] 步驟10 ;根據(jù)油斑HSV彩色圖，計算沉淀環(huán)亮度差比重；
[0018] 步驟11;根據(jù)擴散環(huán)直徑比重和沉淀環(huán)亮度差比重計算油品的清凈分散性。
[0019] 進一步的，所述的步驟3具體過程為：
[0020]
【主權(quán)項】
1. 一種多源信息融合的汽車機油清凈分散性定量測定方法，包括如下步驟： 步驟1 :采集油斑彩色圖像； 步驟2 :將油斑彩色圖像轉(zhuǎn)換至HSV顏色空間，得到油斑HSV彩色圖； 其特征在于，所述方法還包括如下步驟： 步驟3 :對油斑HSV彩色圖進行油環(huán)分割，得到油環(huán)初圖； 步驟4 :對油環(huán)初圖進行后處理，得到油環(huán)圖； 步驟5 :對油斑HSV彩色圖進行擴散環(huán)分割，得到擴散環(huán)初圖； 步驟6 :對擴散環(huán)初圖進行后處理，得到擴散環(huán)圖； 步驟7 :對油斑HSV彩色圖進行沉淀環(huán)檢測，得到沉淀環(huán)初圖； 步驟8 :對沉淀環(huán)初圖進行后處理，得到沉淀環(huán)圖； 步驟9 :根據(jù)油環(huán)圖、擴散環(huán)圖和沉淀環(huán)圖，計算擴散環(huán)直徑比重； 步驟10 :根據(jù)油斑HSV彩色圖，計算沉淀環(huán)亮度差比重； 步驟11 :根據(jù)擴散環(huán)直徑比重和沉淀環(huán)亮度差比重計算油品的清凈分散性。
2. 如權(quán)利要求1所述的多源信息融合的汽車機油清凈分散性定量測定方法，其特征在 于，所述的步驟3具體過程為：
其中，I為油環(huán)初圖，為0和1的二值圖，I(x，y) = 1表示像素（x，y)為可能的油環(huán)區(qū)； H(x, y)為油斑HSV彩色圖中像素 （X，y)的色度值；Bh為非油環(huán)色度均值；Yh為油環(huán)色度均 值。
3. 如權(quán)利要求2所述的多源信息融合的汽車機油清凈分散性定量測定方法，其特征在 于，所述步驟4具體過程如下： 步驟41 :去除油環(huán)初圖I中的噪聲區(qū)域； 步驟42 :對步驟41得到的圖進行形態(tài)學(xué)閉運算； 步驟43 :對步驟42得到的圖進行填充空洞處理。
4. 如權(quán)利要求1所述的多源信息融合的汽車機油清凈分散性定量測定方法，其特征在 于，所述步驟5具體過程如下：
其中，J為擴散環(huán)初圖，為〇和1二值圖，J(x，y) = 1表示像素（x，y)為可能的擴散區(qū)； S (X，y)為油斑HSV彩色圖fa中像素（X，y)的飽和度值；BsS非擴散環(huán)飽和度均值；Y s為擴 散環(huán)飽和度均值。
5. 如權(quán)利要求1所述的多源信息融合的汽車機油清凈分散性定量測定方法，其特征在 于，所述步驟6的具體過程如下： 步驟61 :去除擴散環(huán)初圖中的噪聲區(qū)域； 步驟62 :對步驟61得到的圖進行形態(tài)學(xué)閉運算； 步驟63 :對步驟62得到的圖進行填充空洞處理。
6. 如權(quán)利要求1所述的多源信息融合的汽車機油清凈分散性定量測定方法，其特征在 于，所述步驟7的具體過程如下： 利用下式對擴散環(huán)區(qū)域進行分割，提取沉淀環(huán)初圖O :
其中，V(x，y)為油斑HSV彩色圖fa中像素（X，y)的亮度值；1；為V分量的自適應(yīng)閾 值；〇 (X，y) = 1表示像素（X，y)為沉淀環(huán)區(qū)；FJ (X，y) = 1表示步驟6得到的擴散環(huán)圖FJ 中像素（x，y)值為1，即像素（x，y)屬于擴散環(huán)區(qū)。
7. 如權(quán)利要求1所述的多源信息融合的汽車機油清凈分散性定量測定方法，其特征在 于，所述步驟8的具體過程如下： 步驟81 :去除沉淀環(huán)初圖中的噪聲區(qū)域； 步驟82 :對步驟81得到的圖進行形態(tài)學(xué)閉運算； 步驟83 :對步驟82得到的圖進行填充空洞處理。
8. 如權(quán)利要求1所述的多源信息融合的汽車機油清凈分散性定量測定方法，其特征在 于，所述步驟9的具體過程如下： 統(tǒng)計步驟4得到的油環(huán)圖中像素值為1的像素數(shù)目得到油環(huán)像素數(shù)，統(tǒng)計步驟6得到 的擴散環(huán)圖中像素值為1的像素數(shù)目得到擴散環(huán)像素數(shù)，統(tǒng)計步驟8得到的沉淀環(huán)圖中像 素值為1的像素數(shù)目得到沉淀環(huán)像素數(shù)，分別利用式（9)和式（10)計算擴散環(huán)直徑比和 沉淀環(huán)直徑比：
式中，Dk為擴散環(huán)直徑；D y為油環(huán)直徑；D。為沉淀環(huán)直徑；Nk為擴散環(huán)像素數(shù)；Ny為油 環(huán)像素數(shù)；N。為沉淀環(huán)像素數(shù)；d為沉淀環(huán)直徑比；K為擴散環(huán)直徑比； 擴散環(huán)直徑比重Ek計算式如下：
其中，S為1級機油的擴散環(huán)直徑比閾值，取0.9~0.98。
9. 如權(quán)利要求1所述的多源信息融合的汽車機油清凈分散性定量測定方法，其特征在 于，所述步驟10的具體過程如下： 沉淀環(huán)區(qū)和背景區(qū)的在V分量的平均亮度值計算式如下所示：
其中，Nb為背景區(qū)的像素數(shù)；Hb和H。分別表示背景區(qū)和沉淀環(huán)區(qū)的V分量的平均亮度 值；步驟2得到的油斑HSV彩色圖的V分量是油斑的亮度信息，步驟4得到的油環(huán)圖FI中 像素值為〇的連通區(qū)域為背景區(qū)Wb，步驟8得到的沉淀環(huán)圖中像素值為1的連通區(qū)域為沉 淀環(huán)區(qū)W。。 沉淀環(huán)亮度差A(yù)表示如下式所示： A = Hb-Hc (12) 沉淀環(huán)亮度差比重的計算如式11所示：
其中，〇為辨別閾值，取10~30 ; ξ為黑度閾值，取30~50。
10.如權(quán)利要求1所述的多源信息融合的汽車機油清凈分散性定量測定方法，其特征 在于，所述步驟11的具體過程如下： C = α · Ε,+ β · Ea (14) 其中，α為直徑比重權(quán)重系數(shù)，β為沉淀環(huán)亮度差比重權(quán)重系數(shù)，α+β = 1。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多源信息融合的汽車機油清凈分散性定量測定方法，包括如下步驟：采集油斑彩色圖像；將油斑彩色圖像轉(zhuǎn)換至HSV顏色空間，得到油斑HSV彩色圖；對油斑HSV彩色圖進行油環(huán)分割，得到油環(huán)初圖；對油環(huán)初圖進行后處理，得到油環(huán)圖；對油斑HSV彩色圖進行擴散環(huán)分割，得到擴散環(huán)初圖；對擴散環(huán)初圖進行后處理，得到擴散環(huán)圖；對油斑HSV彩色圖進行沉淀環(huán)檢測，得到沉淀環(huán)初圖；對沉淀環(huán)初圖進行后處理，得到沉淀環(huán)圖；根據(jù)油環(huán)圖、擴散環(huán)圖和沉淀環(huán)圖，計算擴散環(huán)直徑比重；根據(jù)油斑HSV彩色圖，計算沉淀環(huán)亮度差比重；根據(jù)擴散環(huán)直徑比重和沉淀環(huán)亮度差比重計算油品的清凈分散性。本發(fā)明能快速、定量地測定出高精度的機油的清靜分散性。
【IPC分類】G01N21-84, G06T7-00
【公開號】CN104865256
【申請?zhí)枴緾N201510151508
【發(fā)明人】肖梅, 司利云, 張慧銘
【申請人】長安大學(xué)
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年4月1日