面向评价的淋浴喷头喷射场图像特征提取技术

论文摘要

淋浴器在人们的日常生活中越来越重要,淋浴不仅仅能够达到清洁的目的,而且对人们的身心健康很有益处,同时又可以作为缓解压力放松身体的一种方式。而淋浴喷头作为淋浴器的主要设备,其质量非常关键,它决定了淋浴过程中的清洁程度和舒适程度,同时对于水资源的合理利用有着很大的影响,因此,对于淋浴喷头质量的检测至关重要。鉴于传统的人工机械式检测方法效率低、精度较差的现象,本课题提出了一种针对淋浴喷头喷射场的动态图像分析方法,通过采集喷射场实时动态图像,进行合理的图像处理和分析,得出喷射场的流动形态以及喷射角等动态特征参数,从而对喷射场进行评价。本文通过研究动态图像的采集方法,构建了图像采集系统,针对喷射场的动态图像进行了图像处理算法的研究。首先对图像进行去噪分析,分别采用减背景和中值滤波的方法进行处理。然后对动态阈值自动获取方法进行了研究,使用最大类间方差法进行阈值提取,发现针对喷射场图像处理使用此方法存在信息丢失等问题,因此本文提出了一种最大类间绝对值法进行最佳阈值提取,经实验证明,获得了更好的二值化图像,信息保留完整,有利于后续处理。在计算喷射角度的过程中,本文对喷射场动态图像进行了数学形态学算法分析,使用膨胀和腐蚀算法使水束边缘趋于光滑,从而减少图像二值化后产生的毛刺和漏洞,然后采用改进的细化算法,提取左右两边水束的中轴线,利用最小二乘算法拟合直线公式。使用Visual Studio2005软件实现对喷射场动态图像的显示和处理,计算出喷射角。最后根据喷射角度和喷射场水束流动形态在不同压力下的变化规律对喷射场进行了分析、评价。本文提出的针对淋浴喷头喷射场动态图像分析的方法,经实验证明该方法能够实时、稳定且可靠地进行动态图像处理和喷射角度计算。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 前言
• 1.1 淋浴喷头喷射场研究的背景及意义
• 1.2 喷射场研究的国内外现状与发展趋势
• 1.2.1 喷射场研究的国内外现状
• 1.2.2 喷射场研究的发展趋势
• 1.3 图像特征提取现状与发展趋势
• 1.3.1 图像特征提取研究的国内外现状
• 1.3.2 图像特征提取研究的发展趋势
• 1.4 论文主要的研究内容以及组织结构
• 1.4.1 论文主要的研究内容
• 1.4.2 论文的组织结构
• 2 淋浴喷头喷射场图像采集方法及喷射场特性分析
• 2.1 图像采集方法研究
• 2.1.1 光源的选取与光照模式选取的研究
• 2.1.2 图像获取设备的选取
• 2.1.3 图像采集卡的选取
• 2.1.4 上位机系统及软件
• 2.2 淋浴喷头喷射场的特性以及评价分析
• 2.3 淋浴喷头喷射场喷射形态以及喷射角评价方法
• 2.3.1 淋浴喷头喷射场喷射形态灰度直方图评价
• 2.3.2 淋浴喷头喷射角评价方法
• 3 淋浴喷头喷射场图像去噪方法
• 3.1 图像灰度化
• 3.2 图像背景消除
• 3.3 滤波方法研究
• 4 淋浴喷头喷射角提取方法
• 4.1 喷射场图像动态阈值自动获取方法
• 4.1.1 基于最大类间绝对值法的动态阈值自动获取算法
• 4.1.2 针对淋浴喷头喷射场图像自动获取动态阈值实验研究
• 4.2 喷射场图像二值数学形态学分析
• 4.2.1 针对喷射场图像进行结构元素选取
• 4.2.2 喷射场图像膨胀算法分析
• 4.2.3 喷射场图像腐蚀算法分析
• 4.2.4 喷射场图像细化算法分析
• 4.3 喷射角计算方法
• 5 基于Visual C++动态图像处理技术的软件实现
• 5.1 喷射场动态图像处理函数及消息实现
• 5.2 动态图像处理速度的提高方法
• 5.3 基于最大类间绝对值法进行动态阈值自动提取算法的实现
• 5.4 二值数学形态学算法的实现
• 5.5 喷射角动态计算实现方法与评价
• 5.5.1 喷射角动态计算实现
• 5.5.2 喷射角计算结果
• 5.5.3 喷射角评价
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 7 参考文献
• 8 发表论文情况
• 9 致谢