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基于图像处理的集聚纺网格圈质量检测

作　者: 董春颖
导　师: 汪军
学　校: 东华大学
专　业: 纺织工程
关键词: 网格圈质量检测图像处理网孔分割 Wiener滤波特征提取
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

网格圈是目前国内外应用最为广泛的集聚纺纱装置的重要元件,其研发和进步影响着网格圈气流负压式集聚纺技术发展的趋势。目前网格圈的性能,特别是网孔均匀度分布等尚无较好的检测方法和标准,网格圈的合格检验基本是靠人工目测,大大影响了集聚纺成纱质量的稳定性。计算机图像处理技术是目前应用于纺织行业检测、控制的一种新兴手段,可以直观地对图像进行变换,提取特征信息等,因此采用图像处理技术对网格圈的表观性能进行客观评估是一种趋势。本文利用图像处理技术对网格圈质量的客观检测系统进行研究。基于图像处理的检测具有不受环境影响、检测结果客观准确、检测迅速的优点。课题根据网格圈结构特点设计和研制了图像采集装置,通过CCD摄像机获取经纬丝同色和经纬丝异色两种网格圈图像,针对所采集的图像特点,选择不同算法对图像进行预处理并二值化得到二值图像。对二值图像采用中线法将图像分割,将每个分割网孔图像分别标定,提取能够表征网孔尺寸、形状的特征值并储存数据。通过综合数据的统筹分析评估网格圈质量。在整个课题研究中,主要得到了以下结论：(1)开发了基于图像处理的网格圈质量检测系统,初步实现了图像处理分析程序和图像采集装置的系统软硬件集成。分析了图像采集系统实验装置主要构成部件的工作原理、实验所用光源和成像原理,完成了系统硬件的设计及实现。(2)采用减去背景法消除图像光照不匀；针对两种图像的图像特点,分别采用灰度变换算法实现图像增强；采用Wiener滤波消除高频噪声完成图像预处理。经纬同色网格圈预处理后图像采用双峰阈值法将灰度图像二值化。经纬异色网格圈预处理后对图像水平、垂直两个方向分别滤波再合成得到二值化图像。(3)通过改变Wiener滤波函数滤波因子将二值化图像水平、垂直方向平滑滤波得到经纬方向丝线平滑图像,提取经纬丝平滑图像中心线将图像分割。对每个分割网孔单独提取其表征网孔尺寸、形状的特征值如单孔面积、周长、最小外接矩形长宽比、矩形度等；综合特征值还可求出空隙率,孔隙总数。由实际测量单幅图片中网孔总数为294与检测所得孔隙总数294完全相符,公式计算理论空隙率为26.89%与检测所得值23.79%较接近,说明基于图像处理方法获得的特征值数据对网格圈质量评估有一定参考价值。(4)在对静态算法研究完成后,采用Matlab中的图形用户界面开发环境GUI的面向对象的软件构造思想,将静态算法编写成软件,实现交互式网格圈质量检测系统。

全文目录

摘要  5-8
ABSTRACT  8-11
第一章绪论  11-25
  1.1 引言  11-12
  1.2 集聚纺纱技术概述  12-15
  1.3 集聚纺网格圈概述  15-22
  1.4 计算机图像处理技术与本课题相关的应用  22-24
  1.5 本课题的研究目的和意义  24-25
第二章总体方案设计及硬件设计与实现  25-30
  2.1 总体设计方案  25-27
  2.2 网格圈检测系统硬件设计与实现  27-29
  2.3 小结  29-30
第三章图像处理及特征值提取  30-49
  3.1 图像预处理  30-38
  3.2 图像分割  38-43
  3.3 特征值提取  43-48
  3.4 小结  48-49
第四章网格圈检测系统软件实现  49-58
  4.1 用户界面  49-50
  4.2 网格圈检测系统功能的软件实现  50-53
  4.3 网格圈检测系统软件运行及实例分析  53-56
  4.4 本章小结  56-58
第五章总结与展望  58-60
  5.1 课题研究成果总结  58-59
  5.2 课题的不足及展望  59-60
参考文献  60-63
附录  63-72
攻读硕士学位期间发表的学术论文  72-73
致谢  73

基于图像处理的集聚纺网格圈质量检测

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