织物图像分析软件设计及与超宽幅扫描仪的配套应用

摘要

扫描仪是一种把模拟影像转化为数字影像的光机电一体化设备产品，广泛应用于出版、印刷、广告制作、图文通讯等多个领域。而在纺织工业领域中，纺织品幅面一般较大，普通宽幅扫描仪及其配套软件大多无法满足织造行业的尺寸要求，因此，必须使用超宽幅面的扫描仪对织物进行图像扫描。当前，国内市场上超宽幅面的扫描仪数量相对较少，配套软件资源也相对匮乏，在此市场背景下，设计研发了一款超宽幅扫描仪良好的解决了纺织品的扫描问题，为此超宽幅扫描仪开发一款与之配套的软件系统正是本课题的研究目的所在。
　　软件系统通过编写遵循TWAIN协议的标准接口程序将织物静态图像从超宽幅扫描仪上传输到应用程序中，实现计算机与超宽幅扫描仪的图像数据传输。然后通过加权平均、中值滤波等方法对获取的织物图像进行灰度化、消除噪声等预处理，并在此基础上利用空间坐标变换、像素灰度内插等方法对织物图像获取过程中出现的失真图像加以几何校正。最后，综合利用Hough变换、二值化处理、Sobel算子细化等一系列图像处理和识别方法对织物图像进行边缘检测，实现对纺织产品质量的控制，增强了整个系统的实用性。此外，为了提高软件系统的适用性，在配套软件中添加了图像局部细节放大、图像旋转、格式转换等图像查看功能以及图像自由裁剪、画笔、橡皮擦等图像编辑工具。
　　在初步试验中，应用程序运行效果良好，在TWAIN协议的保障下能够快速地从超宽幅扫描仪上获取织物图像，并可以准确显示织物疵点信息，结合其他功能模块设计，应用程序提供了一个方便的可视化操作界面，使技术人员可以及时了解产品质量问题，并可通过程序相关设计对织物图像进行编辑。扫描检测技术应用前景广阔，但是，目前国内超宽幅扫描仪市场尚未成熟，织物检测关键技术的研究状况仍处于初级阶段，尚需进一步提高自动检测技术水平。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题背景及研究意义

1．2 织物扫描检测系统研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 课题主要研究内容

第二章 超宽幅扫描仪系统结构设计

2．1 硬件系统介绍

1．1．1 超宽幅扫描仪工作方式

1．1．2 超宽幅扫描仪控制系统概述

2．2 超宽幅扫描仪配套软件系统

2．2．1 软件的功能分析设计

2．2．2 软件工作流程分析及框架设计

2．2．3 软件的开发环境分析

2．3 与超宽幅扫描仪的接口设计

2．3．1 TWAIN协议定义

2．3．2 TWAIN协议原理分析

2．3．3 图像输入的实现

2．4 本章小结

第三章 数字图像预处理

3．1 预处理模块功能需求的分析

3．2 织物图像的灰度化

3．3 中值滤波

3．4 织物图像几何校正

3．4．1 空间坐标变换

3．4．2 像素灰度内插

3．5 本章小结

第四章 疵点检测的实现

4．1 织物疵点的概念及分类

4．2 织物疵点检测

4．2．1 常用布匹疵点检测算法

4．2．2 制作标准背景图像

4．2．3 疵点检测算法设计

4．2．4 疵点检测预处理

4．2．5 Hough变换进行边缘检测

4．2．6 图像二值化处理

4．2．7 Sobel算子细化

4．3 疵点检测实验

4．4 本章小结

第五章 软件的其他辅助功能实现

5．1 图像的旋转

5．2 图像查阅功能

5．2．1 图像局部放大

5．2．2 高分辨率局部扫描

5．2．3 图像画笔和橡皮擦

5．3 图像输出功能

5．3．1 图像打开

5．3．2 图像的存储及格式转换

5．3．3 图像大小设置

5．3．4 图像自由裁剪

5．4 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 本课题主要结论及成果

6．2 有待进一步研究的工作

参考文献

攻读学位期间的研究成果

致谢