基于图像处理的电缆绝缘层厚度测量的研究

摘要

本课题主要是针对计量和检定等部门检验和测量电缆绝缘层的厚度来研究的。传统的测量方法是利用投影仪完成的，这种方法有自己的优势，但是操作非常繁琐，读数不方便，主观因素影响较大。为此，本文采用传统的光学方法和数字图像测量技术结合的方法来测量电缆绝缘层的厚度参数。 根据电缆绝缘层厚度参数的测量要求，设计了基于计算机视觉的几何参数测量系统。系统主要包括两个重要部分，即硬件部分(数字图像采集系统)和软件部分(数字图像处理及测量系统)。 根据软件系统的设计原则和要求，利用VC++6.0编程，设计了简单、实用的操作界面，编写了利用图像处理进行测量的软件程序。为了去除电缆绝缘层图像的噪声，并保证图像边缘信息的完整性，需要对电缆绝缘层图像进行预处理。通过对系统环境的分析，确定采用中值滤波的方法作为图像平滑去噪的方法。而且为了满足轮廓提取的精确性，在边缘检测之前对图像进行二值化处理。针对测量的要求，通过对各种边缘检测算法的具体分析与比较，采用基于相位信息的边缘检测算法来提取边缘轮廓。 最后将设计的厚度参数测量系统应用于电缆绝缘层厚度测量的实践中，首先介绍了电缆绝缘层厚度测量系统的标定方法，并确定了测量参数k；然后按照寻圆心，找电缆绝缘层厚度最薄点，以此点为基点每隔60°选点测量的方法，多次测量取平均值并将测量结果显示输出；对系统数据的误差来源进行了具体的分析。 实践结果证明该测量系统操作方便、精度较高，具有很好的应用价值。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1本课题的研究背景、目的和意义

1.1.1研究背景

1.1.2研究的目的和意义

1.2数字图像检测技术

1.2.1数字图像处理

1.2.2数字图像检测

1.3图像检测技术的研究状况

1.3.1国内研究情况

1.3.2国外研究情况

1.4本文主要研究内容

第2章 测量系统的构成

2.1测量系统的硬件组成

2.1.1数字光学显微镜

2.1.2 CCD摄像机

2.1.3通用串行总线USB接口

2.1.4光源

2.2软什规划

2.2.1开发工具的选择

2.2.2程序设计

2.2.3界面设计

2.3本章小结

第3章 图像预处理与分析

3.1图像去噪

3.2二值化处理

3.3边缘检测

3.3.1图像边缘的定义

3.3.2边缘检测概述

3.4经典边缘检测算法

3.4.1 Roberts算子法

3.4.2 Sobel算子法

3.4.3 Prewitt算子法

3.4.4拉普拉斯-高斯算子

3.4.5 Canny算子法

3.5仿真结果比较

3.6本章小结

第4章 基于相位信息的边缘检测方法

4.1信号的相位信息

4.2利用相位进行边缘检测

4.2.1相位一致性定义

4.2.2局部能量模型的定义

4.2.3局部能量估计

4.2.4利用卷积计算局部能量

4.3基于小波的相位一致性计算

4.3.1 Gabor函数与测不准原理

4.3.2 Log Gabor函数

4.4二维扩展

4.4.1 设计2D滤波器

4.4.2滤波器的方向

4.4.3 噪声补偿

4.4.4各方向上数据的综合

4.5仿真结果

4.6本章小结

第5章 测量系统的实现

5.1图像操作模块设计

5.2图像处理模块的设计

5.2.1 编辑模式

5.2.2轮廓提取

5.3系统标定

5.4.测量结果输出及数据分析

5.4.1电缆绝缘厚度的标准测量方法

5.4.2厚度参数测量

5.4.3误差分析

5.5本章小结

结论

参考文献

致谢

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