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工件检测中图像模板匹配的研究

作 者: 于娜
导 师: 赵全明
学 校: 河北工业大学
专 业: 通信与信息系统
关键词: 机器视觉 数字图像处理 边缘检测 中值滤波 方向码 不变矩 模板匹配
分类号: TP391.41
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
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内容摘要


近年来基于机器视觉的检测技术逐渐成为一种新兴的应用学科,被越来越多的应用到在线检测过程中,实现高速准确的检测,很大幅度的提高了产品检测的速度和可靠性,降低了生产成本。工件检测系统首先获取目标图像,然后经过图像预处理后提取图像特征,最后通过工件图像和模板图像进行比较对工件进行合格品与非合格品的分选处理。本文针对工件在线检测的特点,对基于机器视觉的工件在线检测系统进行了深入的探讨和研究。本文以螺钉为例,讨论了图像模板匹配在工件检测中的应用,并利用Microsoft提供的MFC类库,在VC++6.0环境下结合图像处理技术构建了一个实验系统。本文的主要工作包括:1、根据系统设计要求,深入分析和研究了螺钉在线检测系统的工作原理和软硬件构成。2、本文结合工件图像的自身特点设计了检测中所用到的图像处理算法,包括图像增强,阈值分割、边缘检测和模板匹配等。3、提取方向码和边缘不变矩为特征,改进算法,实现模板匹配。实验结果表明,本实验系统可以准确的筛选工件,提高了检测的速度和精度,并且可以应用到其他图像识别领域。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章 绪论  8-12
  §1-1 机器视觉  8-9
    1-1-1 机器视觉的定义  8
    1-1-2 机器视觉的发展历程  8-9
    1-1-3 机器视觉的应用  9
  §1-2 基于机器视觉的工件检测技术  9-11
    1-2-1 机器视觉检测技术  9-10
    1-2-2 机器视觉检测技术现状及发展趋势  10
    1-2-3 本文所要解决得主要问题  10-11
  §1-3 论文内容安排  11-12
第二章 系统设计方案  12-18
  §2-1设计要求  12
  §2-2 系统结构框架  12
  §2-3 系统硬件设计  12-16
    2-3-1 光源的选取  13-15
    2-3-2 摄像设备  15
    2-3-3 图像采集卡  15
    2-3-4 控制器  15-16
  §2-4 系统软件设计  16-18
    2-4-1 软硬件要求  16
    2-4-2 软件系统的实现功能  16-18
第三章 数字图像处理基本理论  18-33
  §3-1 数字图像处理概述  18-19
    3-1-1 数字图像  18
    3-1-2 数字图像处理  18-19
  §3-2 工件检测中数字图像处理的过程  19
  §3-3 图像预处理  19-31
    3-3-1 位图  19-21
    3-3-2 图像的灰度修正  21-23
    3-3-3 图像平滑  23-25
    3-3-4 图像的二值化  25-28
    3-3-5 边缘检测  28-31
  §3-4 模板匹配  31-33
    3-4-1 模板匹配概述  31
    3-4-2 模板匹配的一般流程  31-33
第四章 基于方向码的图像模板匹配  33-41
  §4-1 特征提取  33-34
    4-1-1 方向码的概念  33-34
    4-1-2 方向码直方图  34
  §4-2 模板匹配  34-39
    4-2-1 匹配原理  34-35
    4-2-2 工件定位  35-38
    4-2-3 直方图匹配  38
    4-2-4 方向码匹配  38-39
  §4-3 实验与结论  39-41
第五章 基于不变矩的图像模板匹配  41-48
  §5-1 特征提取  41-44
    5-1-1 矩特征的一般形式  41-42
    5-1-2 常见的几种矩  42-43
    5-1-3 矩的性能比较  43-44
    5-1-4 边界矩  44
  §5-2 模板匹配  44-47
    5-2-1 匹配原理  44-46
    5-2-2 粗精两级相关匹配  46-47
  §5-3实验与结论  47-48
第六章 结论  48-50
  §6-1 总结  48
  §6-2 展望  48-50
参考文献  50-53
致谢  53-54
攻读学位期间所取得的相关科研成果  54

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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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