棒材计数项目中的图像预处理及棒材检出

摘要

在生产实际中，棒材产品打捆下线前需要在检验台处进行质量检验和计数，进而定支分离。目前，企业大多采用的人工计数精度低、速度慢，影响企业生产率。开发基于计算机视觉技术的棒材在线计数系统效率高、抗干扰性强、设备维护量小，存在广阔的应用前景。而图像中棒材目标的可靠检出是棒材在线计数系统的核心问题。
　　 本文分析了分检台处部分棒材断面因高温导致氧化发蓝，并形成不规则纹理，使断面亮度分布存在巨大差异；棒材断面非严格对齐，使棒材之间互相遮挡，在图像上形成不同程度的粘连，严重者2/3断面均被遮挡；棒材侧壁、螺纹钢肋及噪声形成的伪断面等情况，并针对性的提出了解决方案。首先，通过对棒材断面进行光学增强，提高了断面亮度，减少了氧化断面干扰的影响。对于摄像机采集到的断面图像，针对侧壁和肋干扰进行了单向腐蚀处理，得到了清晰的断面图像。针对棒材遮挡和粘连，通过模板匹配和变阈值分割技术相融合，保证了棒材断面图像的可靠检出。
　　 综上，本文所论述的方法能够有效地消除现场棒材图像中存在的棒材断面氧化、棒材间互相遮挡、干扰等问题的影响，保证单帧棒材图像中棒材断面位置信息的可靠检出，为后续进行的棒材跟踪和计数奠定基础。经现场数据实验，本文方法可以满足现场需求。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 课题的研究意义

1.2 棒材计数方法的研究与应用现状

1.2.1 人工计数法

1.2.2 机电计数法

1.2.3 基于图像处理的棒材计数法

1.3 课题的研究内容

1.3.1 课题的目标

1.3.2 研究的过程

第2章 棒材图像特征分析与预处理

2.1 棒材图像的获取与光学增强

2.1.1 现场环境与棒材特性分析

2.1.2 图像获取与运动模糊处理

2.1.3 环境隔离与灯光照明

2.2 棒材图像的特征分析

2.2.1 圆钢断面特征

2.2.2 螺纹钢断面特征

2.2.3 图像背景噪声及棒体干扰特征

2.3 棒材图像的预处理

2.3.1 图像感兴趣区域截取

2.3.2 图像去噪与棒体干扰处理

2.4 预处理后的棒材断面图像特征分析

第3章 棒材断面图像增强方法研究

3.1 棒材断面中心增强的必要性分析

3.2 利用边缘梯度的中心增强方法

3.2.1 边缘点的检测

3.2.2 边缘点沿梯度方向的中心集聚

3.2.3 实验与结果分析

3.3 利用模板匹配的增强方法

3.3.1 匹配原理

3.3.2 模板设计与待匹配图像扩展

3.3.3 匹配结果分析

第4章 棒材断面图像目标分割与提取方法研究

4.1 图像分割所依据特征的选取

4.1.1 匹配结果图灰度分析

4.1.2 不同灰度层次上的连通域分析

4.2 变阈值分割方法

4.2.1 方法的提出

4.2.2 分割过程与要素分析

4.2.3 起始与终点阈值的设定

4.3 变阈值分割下的目标鉴别方法

4.3.1 目标的标记方案

4.3.2 目标的确认依据

4.3.3 实验结果

4.4 其他分割与提取方法简述

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢