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基于孔穴图像处理的人造纤维板密度检测技术研究

作　者: 孙鹏飞
导　师: 任洪娥；董本志
学　校: 东北林业大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 人造纤维板 密度检测 数字图像处理 孔穴图像 参数提取
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


随着人造纤维板制造业的快速发展,对板材检测技术的要求越来越高,传统的板材检测方法效率低、速度慢,不能进行在线检测。数字图像检测技术是无损检测技术中的一种,它有着速度快、可在线性、无破坏性和自动化等特点,已经在众多木材领域中得到了应用。本文以数字图像检测技术为基础,以人造纤维板端面的孔穴图像为研究对象,利用孔穴参数与板材密度的关系,完成板材密度的检测。本文针对板材端面图像的质量较差、对比度较低及其图像中各个局部区域的背景与孔穴的灰度值存在一定的差距的问题,并结合端面图像的特征,在端面图像预处理方面,利用中值滤波方法去除了图像噪声,并且提出了固定范围局部对比度增强方法和动态范围局部对比度增强方法,增强孔穴与背景图像的对比度；在孔穴图像分割方面提出了局部区域生长方法、局部自调整阈值方法和结合遗传算法的局部最小误差分割方法都是基于图像局部区域的分割方法,通过实验证明了这几种方法能够准确地分割孔穴图像。本文选择孔隙率与平均孔穴面积作为孔穴图像的特征参数,并且对不同密度的人造纤维板端面的孔穴图像的特征参数进行了分析。结果表明人造纤维板的密度与端面图像中的孔穴的特征参数有着极为密切的关系,孔穴数量越少,形状越小,则板材的密度越高,孔穴数量越多,形状越大,则板材的密度越低。根据该关系,并利用数字图像检测技术,可以实现人造纤维板的在线密度检测。本文所设计的人造纤维板密度检测系统主要由端面图像采集系统和密度检测软件系统两部分组成。端面图像采集系统主要是完成人造纤维板端面图像的摄取与传输,其主要由实体显微镜、CCD摄像机、图像采集卡和计算机四个部分组成。密度检测软件系统主要完成端面图像处理与特征参数的提取,并实现待测板材的在线密度检测。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-13
  1.1 课题背景及意义  9
  1.2 人造纤维板检测技术的研究现状与分析  9-10
    1.2.1 国内的研究现状与分析  9-10
    1.2.2 国外的研究现状与分析  10
  1.3 数字图像检测技术  10-11
  1.4 本论文的来源及主要研究内容  11-13
2 人造纤维板端面图像预处理  13-23
  2.1 引言  13
  2.2 端面图像灰度化处理  13-15
    2.2.1 常用灰度化处理  13-14
    2.2.2 端面图像灰度化方法  14-15
  2.3 端面图像去噪声  15-17
    2.3.1 邻域平滑滤波方法  15-16
    2.3.2 中值滤波方法  16
    2.3.3 端面灰度图像去噪声  16-17
  2.4 端面图像对比度增强  17-22
    2.4.1 常用对比度增强方法  17-20
    2.4.2 基于局部的孔穴图像对比度增强方法  20-22
  2.5 本章小结  22-23
3 端面孔穴图像的分割  23-37
  3.1 引言  23
  3.2 常用图像分割方法介绍  23-28
    3.2.1 基于边缘检测的图像分割  23-26
    3.2.2 基于区域的图像分割  26-27
    3.2.3 常用分割方法分割孔穴图像的效果及分析  27-28
  3.3 孔穴图像分割方法  28-36
    3.3.1 局部区域生长方法  29
    3.3.2 局部自调整阈值方法  29-30
    3.3.3 结合遗传算法的局部最小误差孔穴图像分割方法  30-34
    3.3.4 孔穴图像分割方法的效果及分析  34-36
  3.4 本章小结  36-37
4 孔穴图像特征参数提取及人造板密度分析  37-41
  4.1 引言  37
  4.2 孔穴特征参数选取  37
    4.2.1 孔穴平均面积  37
    4.2.2 孔穴率  37
  4.3 孔穴特征参数的提取方法  37-39
    4.3.1 孔穴图像二值化处理  38
    4.3.2 孔穴二值图像腐蚀膨胀  38
    4.3.3 孔穴图像标定  38
    4.3.4 图像面积计算方式  38
    4.3.5 孔穴特征参数的提取  38-39
  4.4 孔穴特征参数与板材密度的分析  39-40
  4.5 本章小结  40-41
5 人造纤维板密度检测系统的设计  41-49
  5.1 端面图像采集系统的硬件组成  41-42
  5.2 人造纤维板密度检测软件系统的设计  42-47
    5.2.1 软件系统的总体设计  42
    5.2.2 软件系统操作过程说明  42-47
  5.3 本章小结  47-49
结论  49-50
参考文献  50-52
攻读学位期间发表的学术论文  52-53
致谢  53-54

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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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