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题名基于改进Otsu算法的轴承图像阈值分割方法
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作者
赵宇航
吴超华
王鑫
张晟琦
史晓亮
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机构
武汉理工大学机电工程学院
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出处
《机电工程》
北大核心
2026年第1期34-44,共11页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52375201)。
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文摘
针对轴承装配后质检时,工业相机采集到的图像存在混合噪声和背光源过曝,导致图像分割精度不高、影响后续处理的问题,提出了一种基于多特征感知与贝叶斯优化的改进大津算法(Otsu)的轴承图像阈值分割方法。首先,在图像感知层面,读取、计算了图像的灰度值、梯度幅值、局部二值模型并完成了储存,对三特征数据分别进行了归一化处理,加权融合了三特征数据,得到了轴承图像的加权融合图;然后,在计算效率层面,引入了贝叶斯优化与分块动态规划方法,替代了Otsu的穷举法;最后,结合感知方法与加速方法,得到了一种基于多特征感知与贝叶斯优化的改进Otsu算法(MFB-Otsu),并与其他阈值分割算法进行了性能对比实验。研究结果表明:与Otsu算法、自适应分割算法对比,MFB-Otsu算法在保留了轴承图像全局亮度分布的基础上,强化了外轮廓边缘,抑制了边缘噪声,输出图像边缘平滑,背景与前景彻底分离;在实测边缘提取中,边缘信息保留完整,噪点干扰率相较于Otsu降低了55%;在客观图像评价指标方面,该算法的分割准确率、交并比、F1值分别达到0.997、0.989、0.994,优于Otsu算法和自适应分割算法;在计算效率层面,相较于Otsu提高了12.9%。改进Otsu算法在轴承尺寸检测中表现出良好的通用性与稳定性,具有一定的工程应用价值。
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关键词
轴承装配
图像处理
图像分割
大津算法
多特征感知和贝叶斯优化
Otsu加速方法
三维度特征加权
分块动态优化
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Keywords
bearing assembly
image processing
image segmentation
Otsu s method
multi-feature perception and bayesian optimization(mfb)
Otsu acceleration method
three-dimensional feature weighting
block dynamic programming
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分类号
TH133.3
[机械工程—机械制造及自动化]
TP391.41
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
TN713
[电子电信—电路与系统]
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