气力输送式棉花异性纤维快速检测系统研究

摘要

针对棉花异性纤维在线检测存在的难题，本文以皮棉图像中的异性纤维为研究对象，利用机器视觉技术，研究了气力输送式棉花异性纤维检测系统;设计实现了棉花异性纤维图像在线处理系统。具体如下:
　　 (1)棉花异性纤维快速检测系统的设计与实现。为对棉花异性纤维进行准确的检测，设计实现了棉花异性纤维检测系统，该系统由硬件和软件两部分组成。硬件部分主要包括皮棉开松机、输棉管道、图像采集装置、输棉风机、集棉箱、电器柜和工控机7个部分。软件部分主要包括参数设置、图像采集、图像处理、图像分析、报告生成5个模块。
　　 (2)通过对棉花异性纤维快速检测系统的大量试验结果表明，该系统运行平稳、顺畅，能够实现对棉花异性纤维的快速检测，每小时检测量超过20 kg，并且异性纤维的识别率达到85％以上。
　　 (3)棉花异性纤维图像处理方法的设计。通过对各颜色空间的特点进行分析，结合异性纤维图像背景的特点，将饱和度作为该预处理方法研究的重点，提取异性纤维饱和度图像，能够自动减弱背景中的白色成分，突出有色异性纤维。在分析饱和度分布直方图的基础上，针对背景跟异性纤维目标饱和度分布的不同，建立三段式图像增强模型。针对图像的不同部分，采用不同的处理方法。不需处理部分不进行任何运算，只进行线性输出，减少运算量，增强运算速度。试验结果表明，所建的分段式增强模型可以显著提高异性纤维图像的对比度，增强分割的精度。

目录

声明

摘要

1 引言

1．1 研究目的与意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 棉花异性纤维检测技术研究进展

1．2．2 棉花异性纤维目标分割研究现状

1．3 研究目标与研究内容

1．3．1 研究目标

1．3．2 研究内容

1．4 研究方法与技术路线

1．4．1 研究方法

1．4．2 技术路线

1．5 特色与创新

2 气力输送式棉花异性纤维检测系统的研制

2．1 棉花异性纤维检测试验平台(Ⅰ型)的结构

2．2 气力输送式棉花异性纤维检测系统(Ⅱ型)

2．2．1 气力输送式棉花异性纤维检测系统的结构

2．2．2 输棉管道结构

2．2．3 皮棉开松装置

2．2．4 图像采集装置结构设计

2．2．5 相机的型号的选择

2．2．6 图像采集卡的选择及配置

3 棉花异性纤维彩色图像的预处理方法研究

3．1 试验图像的获取

3．2 图像预处理的基本方法

3．3 颜色空间的确定

3．4 基于HSV颜色空间的棉花异性纤维图像增强方法

3．4．1 饱和度直方图的特点分析

3．4．2 基于饱和度的分段图像增强模型

3．4．3 图像增强结果与讨论

4 图像分割及图像修正处理

4．1 图像分割方法的选择

4．1．1 大津法图像分割原理

4．1．2 改进的大津法

4．2 分割试验结果与分析

4．2．1 图像分割结果精确度的分析

4．2．2 图像分割速度的分析

4．3 分割后图像的修正

4．3．1 基于面积阈值的去噪方法及去噪效果的分析

4．3．2 基于数学形态学的分割目标连接方法及结果分析

4．4 软件系统的设计与实现

5 样机试验与分析

5．1 试验目的

5．2 试验条件

5．3 试验结果测定与数据处理方法

5．4 试验评价指标

5．5 工作部件性能

5．6 试验仪器

5．7 试验结果与分析

6 结论与展望

6．1 研究结论

6．2 研究展望

参考文献

致谢

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