matlab 图像中的自主接缝检测

Question

我正在尝试为自主焊接过程检测焊接图像中的接缝。我想在原始图像中找到检测到的线（所需图像中的红线）的像素位置。

我使用了下面的代码，最后去除了图像中的噪声，得到了下面的结果。

clc,clear,clf;
im = imread('https://i.stack.imgur.com/UJcKA.png');
imshow(im);title('Original image'); pause(0.5);
sim = edge(im, 'sobel');
imshow(sim);title('after Sobel'); pause(0.5);
mask = im > 5;
se = strel('square', 5);
mask_s = imerode(mask, se);
mask(mask_s) = false;
mask = imdilate(mask, se);
sim(mask) = false;
imshow(sim);title('after mask');pause(0.5);
sim= medfilt2(sim);
imshow(sim);title('after noise removal')

遗憾的是图像中没有任何东西可以完美找到接缝。

如有任何帮助，我们将不胜感激。

Download原图。

Answer 1

您需要使您的滤波器对噪声更加鲁棒。这可以通过给它更大的支持来完成：

filter = [ones(2,9);zeros(1,9);-ones(2,9)];
msk = imerode(im > 0, ones(11));  % only object pixels, discarding BG
fim =imfilter(im,filter); 
robust = bwmorph((fim>0.75).*msk,'skel',inf); % get only strong pixels

坚固的面具看起来像：

如你所见，接缝线检测的很好，我们只需要将它选为最大连通分量即可：

st = regionprops(bwlabel(robust,8), 'Area', 'PixelList');
[ma mxi] = max([st.Area]); % select the region with the largest area

现在我们可以将多边形（2 度）拟合到表面：

pp=polyfit(st(mxi).PixelList(:,1), st(mxi).PixelList(:,2), 2);

图片就在这里：

imshow(im, 'border','tight');hold on;
xx=1:size(im,2);plot(xx,polyval(pp,xx)+2,'r');

请注意 +2 Y 偏移由于过滤器宽度。

PS,
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Answer 2

Shai 给出了一个很好的答案，但我想添加更多关于为什么你的噪声过滤不起作用的上下文。

为什么中值过滤不起作用

Wikipedia 建议中值滤波在保留边缘的同时去除噪声，这就是您可能选择使用它的原因。但是，在您的情况下，它几乎肯定不会起作用，原因如下：

中值滤波在图像上滑动 window。在每个区域中，它用周围 window 的中值替换中心像素。 medfilt2 默认使用 3x3 window。让我们看看你的线附近的一个 3x3 块，

[212 157] 周围的 3x3 块看起来像这样

 [0 0 0
  1 1 1
  0 0 0]

中值为0！因此，即使我们处于线段的中间，像素也会被过滤掉。

中值滤波的替代方法

Shai 的去噪方法会找到最大的连接像素组并忽略较小的像素组。如果您还想从图像中删除这些小的组，Matlab 提供了一个过滤器 bwareaopen 可以从二值图像中删除小对象。

例如，如果您更换线路

sim= medfilt2(sim);

和

sim= bwareaopen(sim, 4);

结果好多了

替代边缘检测器

最后一点，Shai 使用水平渐变过滤器来查找图像中的水平边缘。它很好用，因为你的边缘是水平的。如果你的边缘并不总是水平的，你可能想使用另一种边缘检测方法。在您的原始代码中，您使用 Sobel，但 Matlab 提供了许多选项，如果您调整它们的阈值，所有这些选项都会表现得更好。例如，在下图中，我使用四种不同的边缘检测器突出显示了您的代码（使用 bwareaopen 修改）选择的像素。

matlab 图像中的自主接缝检测

Autonomous seam detection in Images on matlab

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image-segmentation

computational-geometry