基于图像的纸张伸缩率测量方法的研究

摘要

纸是一种吸水性材料，纸的伸缩率是纸的一项重要性能指标。纸的伸缩率是指浸水前后或者不同的湿度、温度下搁置后纸张尺寸发生变化，以尺寸的增减对纸张原来尺寸的百分率表示，这与纸张自身的含水量和周围相对湿度、温度等有密切的关系。
　　对于纸张伸缩率的研究，在国内外主要侧重于研究影响纸张湿润伸缩率的因素，真正对纸张伸缩率测量的研究相对比较少，纸张的伸缩率测量一般都按照GB/T459-2002中的规定进行传统的尺寸测量，即对纸张进行浸水湿润或者风干后，通过量尺进行接触性的测量，测量出纸张尺寸的变化，从而得到纸张的伸缩率这一参数。其操作流程比较复杂，而且容易受到测量工具和人为主观性操作的影响，精确度较低。因此，鉴于上述的问题，本文提出了一种将图像测量技术应用于纸张伸缩率测量的方法。
　　本课题主要内容是基于图像测量技术的纸张伸缩率测量方法的研究，即利用面阵CCD相机进行纸张样张的图像采集和对采集的图像通过计算机软件进行图像测量得到纸张的尺寸变化，实现纸张伸缩率的测量。
　　本论文首先概述了纸张伸缩特性的国内外研究现状，图像测量技术在现代尺寸测量中的应用与发展，为纸张伸缩率图像检测系统的设计做好了准备。并从理论角度对纸张的伸缩特性进行分析，然后阐述了基于图像测量技术的纸张伸缩率的测量原理和总体设计，重点介绍了硬件系统的组成和软件系统的设计。结合被测对象重点研究数字图像处理技术和算法，如图像的去噪，图像的角点检测，图像的二值化，图像的边缘检测、最小二乘法直线拟合等，通过比较分析各种图像处理算法效果优劣，选择合适本课题的图像处理方法;最后对该纸张伸缩率图像检测系统进行了相关实验和验证，其结果表明，该检测系统性能稳定，检测精度较高，操作方便，具有一定的实际应用价值。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．2 纸张伸缩性的国内外研究现状

1．2．1 国内研究现状

1．2．2 国外研究现状

1．3 图像测量技术简介和发展应用

1．3．1 图像测量技术介绍

1．3．2 图像测量技术的发展应用

1．4 课题的提出和研究意义

1．5 课题的主要内容和论文章节安排

2 纸张的伸缩性理论

2．1 纸张的吸水性和纸张伸缩率

2．2 纸张的丝缕方向与纸张尺寸变化的关系

2．3 小结

3 纸张伸缩率测量图像检测系统的设计

3．1 系统硬件

3．1．1 照明系统

3．1．2 照相机

3．1．3 镜头

3．1．4 计算机

3．2 软件系统

3．2．1 系统的软件平台

3．2．2 图像处理软件实现

3．3 小结

4 图像处理算法

4．1 图像预处理

4．1．1 图像噪声分析

4．1．2 图像噪声去除

4．2 图像角点检测

4．3 图像阈值分割

4．4 边缘检测

4．4．1 边缘检测的数学基础

4．4．2 常见经典边缘检测算子

4．5 边缘拟合

4．6 小结

5 纸张伸缩率实验研究

5．1 实验和结果分析

5．1．1 系统标定原理与标定方法

5．1．2 图像测量实验

5．1．3 图像测量结果

5．2 影响测量结果的主要因素

5．2．1 噪声干扰的影响

5．2．2 光源的影响

5．2．3 镜头的畸变影响

5．2．4 硬件系统装配影响

5．2．5 图像处理算法影响

5．3 小结

6 总结与展望

致谢

参考文献