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纱线气圈数字图像处理方法的研究

作 者: 郝瑞欣
导 师: 梅顺齐
学 校: 武汉纺织大学
专 业: 机械电子工程
关键词: 纱线气圈 数字图像处理 去噪 压缩 边缘检测 特征提取
分类号: TP391.41
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
下 载: 24次
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内容摘要


本文研宄了纱线动态张力的非接触测量方法,即利用图像处理技术对纱线气圈数字图像进行处理来检测张力,重点研宄了纱线气圈数字图像的获取及处理方法、以及纱线气圈数字图像系统的设计。首先,设计了拍摄纱线气圈的CCD摄像系统,分析了所获得的纱线气圈数字图像的特点;其次,在MATLAB的基础上,利用几种经典的图像去噪压缩边缘检测数字图像处理技术和基于小波的图像处理方法对纱线气圈数字图像进行了处理,并根据气圈图像的特点以及对比各种图像处理技术的处理结果,最终确定了适用于处理纱线气圈数字图像的技术方案,然后研宄了提取纱线气圈有关特征的具体方法;最后利用MATLAB GUIDE设计了气圈数字图像处理系统。本文研宄的具体内容如下:(1)介绍了数字图像技术在纺织工业中的重要应用,阐述了数字图像处理技术以及基于小波的数字图像处理技术在纺织工业中的发展历程和研宄现状;(2)设计了纱线气圈的CCD拍摄系统,完成了对气圈图像的精准拍摄;(3)利用数字图像处理技术对纱线气圈图像进行处理。应用MATLAB软件,编写了图像去噪、压缩、边缘检测等图像处理算法,并将不同算法处理后的图像结果进行比较,确定了出最适合纱线气圈的图像预处理方案;(4)研宄了提取纱线气圈特征的具体方法,对纱线气圈图像实现了特征提取,并编写具体的程序计算出气圈的半径和半顶角;(5)设计了基于MATLABGUIDE的气圈数字图像处理系统,实现了只需按键操作即可快速得到气圈特征的功能。编写的气圈数字图像处理系统,简单易用,省去了用户编写程序的麻烦,而且方便快捷,可以提高纱线张力在线监测的快速性。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
1 绪论  9-16
  1.1 课题来源  9
  1.2 选题背景及意义  9-10
  1.3 数字图像处理在纺织工业中的发展历史与研究现状  10-13
    1.3.1 数字图像处理概述  10-12
    1.3.2 数字图像处理在纺织工业中的发展历程与研究现状  12-13
  1.4 小波分析在数字图像处理中的研究现状  13-15
    1.4.1 基于小波的数字图像处理技术发展与研究概况  13-14
    1.4.2 基于小波分析的数字图像技术在纺织工业的应用与研究现状  14-15
  1.5 论文研究的主要内容与论文结构  15-16
2 纱线气圈数字图像的获取及处理方法  16-32
  2.1 纱线气圈数字图像的获取方法  16-19
    2.1.1 CCD简介  16-18
    2.1.2 基于CCD的气圈图像采集及处理系统  18-19
  2.2 本课题应用到的数字图像处理知识  19-24
    2.2.1 图像压缩技术  19-21
    2.2.2 图像去噪技术  21-22
    2.2.3 图像边缘检测技术  22-24
  2.3 MATLAB与数字图像处理  24-26
    2.3.1 MATLAB简介  24-25
    2.3.2 MATLAB用于数字图像处理  25
    2.3.3 MATLAB中用于数字图像处理的常用函数功能简介  25-26
  2.4 小波变换与数字图像处理  26-31
    2.4.1 连续小波变换  26-28
    2.4.2 离散小波变换  28-29
    2.4.3 小波变换用于数字图像处理  29-31
  2.5 本章小结  31-32
3 基于MATLAB的纱线气圈数字图像处理及算法  32-50
  3.1 纱线气圈CCD数字图像的特点  32-33
  3.2 阈值选取  33-34
  3.3 图像压缩算法实现  34-38
    3.3.1 DCT离散余弦变换压缩图像  34-35
    3.3.2 小波变换压缩图像  35-37
    3.3.3 DCT与小波压缩图像结果比较  37-38
  3.4 去噪算法实现  38-42
    3.4.1 传统方法去噪  38-40
    3.4.2 基于形态学的滤波器去噪  40-41
    3.4.3 利用sym4小波分解去噪  41
    3.4.4 几种去噪方法的比较  41-42
  3.5 边缘检测及特征提取算法实现  42-46
    3.5.1 Sobel算子检测边缘  43
    3.5.2 LoG算子检测边缘  43-44
    3.5.3 Canny算子检测边缘  44-45
    3.5.4 利用小波的多尺度检测边缘  45-46
    3.5.5 几种边缘检测方法的比较  46
  3.6 气圈数字图像特征提取  46-48
    3.6.1 气圈半径的测定  47-48
    3.6.2 气圈半顶角的测定  48
  3.7 本章小结  48-50
4 纱线气圈数字图像处理系统的设计  50-65
  4.1 纱线气圈数字图像处理系统设计概述  50-51
    4.1.1 系统方案设计  50
    4.1.2 系统程序流程设计  50-51
  4.2 设计气圈数字图像处理系统所用到基本知识  51-54
    4.2.1 MATLAB图形用户界面GUI简介  51-53
    4.2.2 所应用的GUIDE主要控件  53
    4.2.3 运行GUI界面的有关知识  53-54
  4.3 气圈数字图像处理系统之各界面的程序设计  54-63
    4.3.1 主界面——图像预处理界面的设计及运行  54-59
    4.3.2 计算气圈半径的界面设计及运行  59-61
    4.3.3 计算气圈半顶角的界面设计及运行  61-63
    4.3.4 各界面之间的关联  63
  4.4 气圈数字图像处理系统的实验结果  63-64
  4.5 本章小结  64-65
5 总结与展望  65-67
  5.1 总结  65-66
  5.2 展望  66-67
致谢  67-68
参考文献  68-72
附录  72-77
  附录Ⅰ 图像压缩程序  72-73
  附录Ⅱ 图像去噪部分程序  73-74
  附录Ⅲ 图像边缘检测程序  74-75
  附录Ⅳ 系统界面部分程序示例  75-77
  附录Ⅴ 攻读硕士期间发表的论文  77

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理(信息加工) > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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