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多光谱成像系统的自动调焦和纱线颜色测量方法

作　者: 王魏
导　师: 沈会良
学　校: 浙江大学
专　业: 物理电子学
关键词: 多光谱成像自动调焦颜色测量图像分割
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
下　载: 11次
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内容摘要

随着颜色信息技术的发展,多光谱成像系统以其独有的优势,正在越来越广泛地应用于生活和生产的各个领域。本文解决了多光谱成像系统中的自动调焦问题,并提出了基于多光谱成像系统的纱线颜色测量方法。多光谱成像系统利用滤光片将光分成不同波长的多个通道,并对每个通道进行单独成像,最后合并成一幅多光谱图像。由于镜头焦距与折射率相关,不能保证每个通道都清晰成像,因而需对各个通道进行调焦。如果使用传统方式进行调焦,调焦效率较低。为解决该问题,本文利用不同通道下清晰度曲线的相似性,提出一种适用于多光谱成像系统的新的调焦方法：选定一个基准通道,用传统方式对其调焦,并得到其清晰度曲线。对其余通道,只需采集少量图像,即可利用清晰度曲线的相似性计算得到调焦清晰位置。经实验验证,该方法能够快速准确地完成各个通道的调焦。纱线颜色测量在纺织印染领域有着非常重要的作用,只有纱线颜色测量准确,才能织出合格的布料。传统的纱线颜色测量方法有其不足：需要大量的纱线绕成纱线板或需要一块单色的布。为解决该问题,本文利用多光谱成像系统可以测量每个像素的光谱反射率这一特性,提出一种新的纱线颜色测量方法。首先拍摄一幅单根纱线的多光谱图像,利用k-means算法分割出该纱线并提取纱线颜色,最后利用多项式模型将测量色映射为真实纱线颜色。经实验验证,该方法可以较准确地测量纱线颜色,并克服了传统方法的不足。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-6
目录  6-8
第1章绪论  8-15
  1.1 引言  8
  1.2 颜色的本质  8-9
  1.3 多光谱成像系统简介  9-11
  1.4 自动调焦技术现状  11-12
  1.5 纱线颜色测量  12-13
  1.6 论文的主要内容  13-15
第2章点扩散函数与颜色信息基础  15-24
  2.1 点扩散函数  15-17
  2.2 颜色空间  17-20
    2.2.1 RGB颜色空间  18-19
    2.2.2 XYZ颜色空间  19
    2.2.3 Lab颜色空间  19-20
  2.3 色差评价  20-24
    2.3.1 Lab色差公式  20-21
    2.3.2 CMC(I：c)色差公式  21-22
    2.3.3 CIE2000色差公式  22-24
第3章基于清晰度曲线相似性的自动调焦方法  24-40
  3.1 清晰度评价函数  25-28
    3.1.1 空间域评价函数  25-27
    3.1.2 频率域评价函数  27-28
  3.2 清晰位置的搜索算法  28-29
    3.2.1 全局搜索  28
    3.2.2 Fibonacci搜索  28-29
    3.2.3 登山式搜索  29
  3.3 清晰度曲线的相似性  29-34
    3.3.1 不同通道下图像相关性  30-32
    3.3.2 不同通道下清晰度曲线的相似性  32-34
  3.4 调焦方法  34-36
  3.5 实验结果及分析  36-39
  3.6 本章小结  39-40
第4章纱线颜色测量  40-55
  4.1 图像分割算法简介  40-42
    4.1.1 基于阈值的分割  41
    4.1.2 基于区域的分割  41-42
    4.1.3 基于聚类的分割  42
  4.2 基于k-means的纱线分割  42-46
  4.3 纱线颜色提取  46-49
    4.3.1 稳定性分析  46-48
    4.3.2 准确性分析  48-49
  4.4 光谱反射率重建  49-55
    4.4.1 单根纱反射率和纱线板反射率之间的关系  50-52
    4.4.2 光谱反射率映射建模及结果分析  52-55
  4.5 本章小结  55
第5章总结和展望  55-57
参考文献  57-60
作者简历  60

多光谱成像系统的自动调焦和纱线颜色测量方法

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