基于图像识别的粘度计自动检定方法的研究与实现

摘要

液体粘度测量技术当前在我国经济领域的运用前景非常广泛，粘度计以粘度计常数来标志，为了检测粘度计是否符合标准必须对毛细管粘度计进行常数检定。毛细管粘度计的常数的检定过程为:在某一恒定温度下测量一定量液体在完全在重力作用下通过一段固定毛细管粘度计的时间，接着用样品液体的粘度值除以该时间得到粘度计常数。 粘度计每隔一段时间，就需要对它进行手动检定。这种手段无法克服人工肉眼读数的主观误差，同时也无法满足计量部门对大量粘度计进行检定的需求。从而寻找合适的图像识别技术，采用自动化仪器，提高检定精度和自动化程度，同时减小误差，使其实现在线快速检测的课题，联系计算机应用，具有很高的创新性和实际意义。 本文主要完成的研究与实现内容:一，使用图像预处理、阈值分割和投影等技术对刻度线所在区域进行提取，在划定的区域内采用投影扫描和模板匹配两种方法进行刻度线定位，当检测摄像头静止不动时可以采用投影扫描法进行快速定位，当摄像头移动时可以采用模板匹配法进行准确定位。二，采用融合了背景差分、帧间差分和边缘检测的目标检测方法对非刚性透明液体的液面进行识别和定位，提高检测准确性和精度。三，设计实现了图像的实时检测方法，为了解决高精度处理方法计算复杂、运行时间长的特点，采用平均背景建模和分块处理的方法对目标进行检测识别。采用分块处理能够降低处理时长，实现实时检测。 实验结果表明:本文基于投影扫描和模板匹配的刻度线检测方法能够很好地识别刻度线，基于边缘融合的目标检测方法能够对液面位置准确定位，算法具有较高的检测率，分块的实时检测方法算法也具有较高的准确性和较快的运行速度。

目录

声明

摘要

第1章绪论

1．1选题背景及研究意义

1．2国内外研究现状

1．2．1国外研究现状

1．2．2国内研究现状

1．3基于图像识别的粘度计自动检定技术的难点

1．4本文主要工作及结构安排

1．4．1本文的主要工作

1．4．2本文结构安排

第2章图像预处理及运动目标检测方法

2．1图像预处理基本知识

2．1．1图像灰度变换

2．1．2平滑处理

2．2颜色空间表示

2．2．1 RGB空间

2．2．2由RGB空间线性变换得到的空间

2．2．3由RGB空间非线性变换得到的空间

2．3运动目标检测

2．3．1帧间差分法

2．3．2背景差分法

2．3．4光流法

2．4本章小结

第3章刻度线的识别和标定

3．1彩色空间的选择

3．2刻度线识别定位

3．2．1基于Hough变换的刻度线识别定位

3．2．2基于投影特征的识别定位

3．2．3基于匹配的识别定位

3．3检测线定位

3．4图像抖动消除

3．5本章小结

第4章运动液面检测与定位算法

4．1运动目标检测实验对比

4．1．1帧间差分法的分析验证

4．1．2背景差分法的分析验证

4．2 Canny边缘检测

4．3一种改进的目标检测方法

4．3．1边缘融合的目标检测

4．3．2液面信息的分块检测

4．3．3基于分块的边缘融合目标检测算法

4．4背景更新策略

4．5检测线附近的到达时间计算

4．6本章小结

第5章算法实现及性能分析

5．1检定方法的实现

5．2实验结果与分析

5．2．1刻度线检测定位的实验结果与分析

5．2．2基于边缘融合的目标检测

5．2．3背景更新策略的实验结果与分析

5．3粘度测量结果分析

5．3．1粘度计测试方法国家标准

5．3．2本文粘度测试结果分析

5．4本章小结

第6章总结及展望

6．1工作总结

6．2工作展望

参考文献

致谢