基于透射模型的灰度圖像在玻璃瓶氣泡識別中的實驗研究.pdf

1、氣泡是玻璃瓶生產(chǎn)過程中常見的現(xiàn)象，也是一種常見的缺陷，對于不同用途的玻璃瓶國家有相應(yīng)的檢測標(biāo)準(zhǔn)，其中對啤酒瓶的氣泡缺陷進行了嚴(yán)格的規(guī)定。本論文敘述一種利用數(shù)字灰度圖進行玻璃瓶氣泡自動識別的實驗研究方法。 論文首先對光線的傳播特性、物體灰度圖像的性質(zhì)、基于反射模型的傳統(tǒng)SFS方法、玻璃瓶和氣泡的光學(xué)特性進行了分析，認(rèn)為由于玻璃瓶的透光系數(shù)比較大，入射光主要通過透射方式傳播，反射回的分量相對較小，這樣環(huán)境光變化和外部景物變化等干擾因

2、素對反射光圖像的影響相對較大，而對透射光圖像的影響相對要小得多，因此用透射圖像進行氣泡識別具有更強的抗干擾性，適應(yīng)工業(yè)環(huán)境的使用。 通過對光線在玻璃瓶和玻璃瓶氣泡中傳播過程的理論分析，發(fā)現(xiàn)平行入射光經(jīng)過玻璃瓶的多次折射后，光線傳播方向發(fā)生變化，出現(xiàn)光線的散射與局部聚集區(qū)，且方向的變化量與入射角有關(guān)，在圖像上表現(xiàn)出灰度值的變化。如果玻璃瓶存在氣泡，氣泡對光線的傳播也有相似的影響，出現(xiàn)局部光線散射與聚集區(qū)，在圖像中表現(xiàn)為局部的亮度逐

3、漸變暗后再變亮的特征。該特征可以用于氣泡識別。 在理論分析的基礎(chǔ)上，初步設(shè)計了利用透射模型拍攝的實驗裝置并拍攝了數(shù)張圖片。在所拍攝的圖像中顯示當(dāng)玻璃瓶存在氣泡時，氣泡處圖像的灰度從氣泡中心開始逐步變暗直到出現(xiàn)一個暗環(huán)，在暗環(huán)的緊鄰區(qū)域出現(xiàn)一個光線聚集的高亮區(qū)域，它們一起構(gòu)成氣泡特征，這與理論分析吻合。灰度變暗區(qū)域和亮區(qū)域的形狀、尺寸與視點、光源、氣泡形狀、氣泡深度、氣泡內(nèi)的狀態(tài)和氣泡壁的表面狀況有關(guān)。根據(jù)該現(xiàn)象可對圖像上的點進行