显微图像雾滴粒度测量方法及其应用

摘要

在农机测试中，雾滴粒度大小是农业喷雾机械设备性能的一项重要指标。 本文将数字图像处理和模式识别技术运用于显微雾滴微粒测量之中，尝试一种基于计算机图像识别的雾滴直径测量方法。由于雾滴数字化显微图像对比度差、光照不均匀、存在脏点及噪声等因素干扰的特征，很难从复杂的背景中提取雾滴准确区域。首先对处理图像进行平均和中值滤波平滑处理，利用中值滤波法消除图像随机噪声是图像噪声处理的最佳方法。利用雾滴显微图像的整体灰度分布信息，采用边缘检测算子对雾滴显微图像进行边缘锐化，检出雾滴边缘。雾滴图像的颗粒提取与测量关键是分割出雾滴与背景，生成二值图像，由于雾滴图像光照不均匀，用单一阈值无法兼顾亮区与暗区，本文提出了一种基于局部灰度特性快速最大熵动态阈值选择算法分割出雾滴微粒并提取雾滴轮廓。这种方法较好地区分目标物和背景，而且大大提高了二值化处理速度。最后本方法实现显微雾滴微粒的自动跟踪定量化测量，对雾滴尺寸精度的测量值为精确的数字结果。实测结果表明，该方法在实际测量中具有高效，准确，实用的特点。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明和论文使用授权的说明

1前言

1.1计算机视觉技术

1.2雾滴粒度测量的意义

1.3国内外雾滴测量方法的研究现状

1.3.1国内外雾滴测量方法类别简介

1.3.2各种测量方法的不足之处

1.4本课题研究的主要方向和基本内容

1.5本课题研究的关键问题

1.6数字图像识别和处理方面的研究现状

2软件系统设计

2.1系统开发环境

2.1.1硬件环境

2.1.2软件环境

2.2系统功能功能模块的设计

3使用VB读入雾滴颗粒显微图像

3.1数字图像的文件格式

3.2图像数据的读入

4雾滴显微图图像处理与识别的具体功能模块的设计

4.1显微图像预处理

4.1.1亮度调整

4.1.2对比度调整

4.2雾滴显微图图像锐化与边缘检测

4.2.1图像边缘检测数学基础

4.2.2高斯-拉普拉斯算子

4.3图像滤波去噪处理

4.3.1平均值滤波

4.3.2中值滤波

4.4雾滴显微图像的图像分割与雾滴的提取

4.4.1彩色图像分割的基本方法

4.4.2图像阈值的计算

4.5雾滴颗粒显微图像目标轮廓的圆形识别与修正

4.5.1图像目标的识别

4.5.2图像中的区域

4.5.3边缘线的拟合

5雾滴显微图像粒度测量与标定

5.1雾滴显微图像粒度测量

5.1.1图像目标物体的标识

5.1.2二值图像区域标记

5.1.3二值图像的区域面积测量

5.2长度标定

6数据库系统设计

6.1 VB访问数据库的方案的选择

6.2数据库功能的VB实现

6.3数据库文件(记录)格式的设计

6.3输出模块

7显微雾滴粒度的测量工具与硬件

7.1系统组成及原理

7.2检测系统硬件的研究

7.3系统显微镜

7.3.1系统显微镜的硬件系统构成

7.3.2系统显微镜所配置的数码相机

7.3.3控制器

7.3.4数码图像拍摄/存贮程序

8雾滴测量方法与数据分析

8.1测量方法

8.1.1雾滴采集与图像获取方法

8.1.2取样装置的标定

8.2雾滴测量数据分析

8.2.1转盘式离心喷头喷雾器

8.2.2数据分析

9总结与讨论

9.1结论

9.2计算机视觉对微观数字图像处理技术发展趋势

附图

参考文献

致谢