基于图像处理的纸浆纤维测量技术研究

论文摘要

纸浆纤维的长度、宽度、弯曲度是纸浆纤维的重要参数,纤维特性不仅影响到纸浆的质量,还直接关系到成品纸的产品质量。实现对纸浆长度等参数自动检测,准确快速的获得结果,以便用其指导生产过程,提高成纸质量,具有重要的理论指导意义和广阔的应用前景。本文对图像检测技术在纸浆纤维长度参数测量应用进行了研究。在对纸浆纤维的测量中,由于CCD摄像机一次检测的范围受到限制,无法对长纤维进行一次成像,影响纤维检测精度和速度的问题,提出在检测系统中添加图像拼接技术。简单介绍了目前的图像处理技术和图像拼接技术的应用情况,然后详细介绍了图像检测系统及软件结构、数字图像处理主要内容、数字图像预处理方法。通过对数字图像处理技术的应用现状做了广泛的研究和对比,结合纤维自身的特点,逐步确立了纤维图像处理方法。结合图像拼接的流程图,重点阐述几何变形校正、图像配准和图像合并这三项图像拼接过程中的关键技术。编写了Gauss-Laplace算子、Robert算子、Sobel算子、Prewitt算、Krisch算子的VC程序代码,通过比较试验,确定了适合于纸浆纤维检测的算子。确定了Marquardt -Levenberg算法作为核心算法,该算法对相邻图像之间运动没有严格的限制,比较适合纤维检测要求。软件方面,使用LabVIEW进行了平台的搭建,通过VisualC++编写算法,实现了纸浆纤维图像读取、灰度值转换、边缘检测、阈值分割、滤波等图像处理算法,最后进行了DLL封装,实现算法的LabVIEW调用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 图像检测技术与图像拼接的应用现状
• 1.3 课题意义
• 1.4 课题研究的主要内容
• 1.4.1 本文的研究课题及任务
• 1.4.2 本文结构
• 第2章 纸浆纤维测量系统设计
• 2.1 纸浆纤维测量系统的构成
• 2.2 纸浆纤维测量系统工作原理
• 2.3 纸浆纤维测量系统硬件组成
• 2.3.1 显微镜
• 2.3.2 工业CCD 摄像头
• 2.3.3 图像采集卡
• 2.3.4 步进电机及驱动器
• 2.3.5 计算机
• 2.4 纸浆纤维测量系统软件组成
• 2.4.1 电机控制
• 2.4.2 图像采集
• 2.4.3 图像拼接
• 2.4.4 图像处理
• 2.5 LABVIEW 下非NI 模块程序编写
• 2.5.1 和利时6030 电机运动控制卡程序开发
• 2.5.2 大恒图像采集卡程序开发
• 第3章 图像预处理
• 3.1 数字图像的直方图均衡
• 3.1.1 直方图的定义和特点
• 3.1.2 标准直方图均衡
• 3.2 数字图像锐化及边缘检测
• 3.2.1 梯度算子
• 3.2.2 几种边缘检测算法的比较
• 3.3 数字图像噪声的消除
• 3.3.1 数字图像中常见的噪声
• 3.3.2 数字图像中噪声的消除
• 3.4 图像的分割
• 第4章 图像拼接技术
• 4.1 图像拼接原理
• 4.2 图像拼接技术的内容
• 4.3 图像几何变换
• 4.3.1 几何变换与图像拼接的关系
• 4.3.2 几何变形校正
• 4.4 图像的配准
• 4.4.1 图像配准方法的选择
• 4.4.2 模板匹配
• 4.4.3 Marquardt -Levenberg 算法
• 4.4.4 金字塔模板匹配法
• 4.5 图像的合并
• 4.5.1 图像合并的基本方法
• 4.5.2 图像的平滑拼接
• 第5章 数字图像拼接编程
• 5.1 纸浆纤维图像拼接
• 5.1.1 软件功能设计
• 5.1.2 软件实现
• 5.2 图像拼接实现
• 5.2.1 图像自动拼接对算法的要求
• 5.2.2 影响图像拼接的主要因素
• 5.2.3 模板匹配算法实现
• 5.2.4 纤维图像合并算法
• 5.3 纤维图像拼接测试结果
• 第6章 结论
• 6.1 课题的总结
• 6.2 进一步的工作
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文