纖維圖像掩碼提取算法的研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展,紡織行業(yè)中很多傳統(tǒng)的檢驗(yàn)工作逐漸被計(jì)算機(jī)自動(dòng)檢測(cè)取代。檢測(cè)效率得到提高的同時(shí),檢測(cè)的穩(wěn)定性得到了保證。本課題為教育部留學(xué)回國(guó)人員科研啟動(dòng)基金資助項(xiàng)目和全國(guó)百篇優(yōu)秀博士學(xué)位論文作者專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目。結(jié)合上海市出入境檢驗(yàn)檢疫局對(duì)紡織品纖維自動(dòng)化檢驗(yàn)需求,對(duì)棉、麻等天然纖維素纖維和各種異形纖維進(jìn)行纖維的計(jì)算機(jī)自動(dòng)識(shí)別算法的研究。該課題已于2007年12月通過(guò)國(guó)家商檢總局的項(xiàng)目鑒定。圖像中物體的邊緣是最基本的特征之一,

2、纖維的截面圖像中纖維的各種特性可通過(guò)它的邊緣信息計(jì)算得到。邊緣檢測(cè)的結(jié)果提供纖維的邊界以及結(jié)構(gòu)信息。邊緣表征的纖維輪廓信息用于后續(xù)的纖維識(shí)別算法中的特征提取、識(shí)別判斷等。所以,邊緣信息提取的正確性影響到纖維識(shí)別的性能。通過(guò)分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,經(jīng)典的圖像邊緣檢測(cè)算法不能在纖維識(shí)別中得到很好地應(yīng)用。它們的輸出中存在虛假邊緣和多重邊緣輸出。這些無(wú)用成分影響了特征參數(shù)的提取以及纖維識(shí)別的正確率。針對(duì)纖維截面圖像的特點(diǎn),本文提出使用掩碼邊緣描述纖維輪

3、廓特征的方法;研究了纖維掩碼邊緣計(jì)算中的閾值自適應(yīng)計(jì)算方法。掩碼邊緣的計(jì)算過(guò)程中包含兩個(gè)閾值(稱為高閾值和低閾值)的確定。其中高閾值是全局閾值,與圖像的噪聲、對(duì)比度等參數(shù)有直接關(guān)系。本文中,高閾值用于確定纖維的存在性,因此在一定的取值范圍內(nèi)的變化不會(huì)影響掩碼點(diǎn)集合的大小以及纖維的存在性。通過(guò)高閾值計(jì)算得到的結(jié)果確定了各纖維的輪廓的主要部分。為了提高纖維掩碼的連續(xù)性以及最大限度地降低噪聲輸出,本文對(duì)圖像的背景噪聲進(jìn)行評(píng)估。利用二分法確定低

4、閾值的取值范圍,使得掩碼輸出中包含各纖維的所有邊緣信息。同時(shí),輸出中不可避免地包含了很多噪聲。通過(guò)二分法確定的低閾值必須使得噪聲輸出與纖維邊緣輸出呈現(xiàn)不同的特征,纖維邊緣輸出為連續(xù)的掩碼,而噪聲由于自身的不相關(guān)性表現(xiàn)為孤立的點(diǎn)狀輸出。本文利用這一特性進(jìn)行纖維掩碼邊緣信息的提取。雙閾值的計(jì)算過(guò)程是空間連通性的計(jì)算過(guò)程,一般使用遞歸程序?qū)崿F(xiàn),會(huì)占用大量的棧空間。通過(guò)使用連通分量分析法可以避免這一問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)證明,通過(guò)掩碼邊緣雙閾值算法得到的掩