基于改进Hough变换的纸塑复合袋视觉定位算法

目的 为快速精确获取纸塑复合袋纠偏过程中的位置偏移和倾角信息,提出一种基于改进Hough变换的纸塑复合袋视觉定位算法.方法 首先通过大津法对平台上的纸塑复合袋图像进行分割,去除皮带部分;然后利用基于方差的差异化滤波方法对纸塑复合袋图像进行降噪处理,突出复合袋图像边缘;最后运用Canny算子获取纸塑复合袋边缘点,利用改进的Hough变换算法对纸塑复合袋4条边线进行直线提取,求解纸塑复合袋的中心位置和倾角.结果 改进算法在直线提取精度和耗时2个方面均优于传统Hough变换算法,获取纸塑复合袋位置和倾角只需0.335 s,耗时减少了76％.结论 改进算法的耗时满足纠偏定位要求.     

纸塑复合袋表面缺陷图像分割算法的设计与实现

目的 纸塑复合袋表面缺陷图像受到噪声、光照不均以及自身缺陷等因素的影响,在对图像缺陷区域进行分割时会造成过分割或欠分割.针对此现象提出一种将边缘检测和自适应区域生长法相结合的纸塑复合袋表面缺陷图像的分割算法.方法 首先利用Sobel算子和形态学运算对双边滤波后的缺陷图像进行第1次分割;然后对缺陷区域进行最小外接矩形标记并计算其形状特征,通过判定形状特征大小来决定是否继续分割;最后将符合继续分割的图像缺陷区域质心作为初始种子点,在原始图像上进行自适应区域生长,形成第2次分割结果,完成缺陷图像分割.结果 与其他算法相比,该算法对各类常见缺陷均能取得较好的分割效果,Dice系数均在0.93以上.结论 该算法分割精度较高,有较强的鲁棒性,可以满足工业上的生产需求.     

一种尺度自适应Canny边缘检测方法

作为最优边缘检测算子,Canny算子在线性滤波及选取阈值方面具有一定的局限性.在其基础上,采用尺度可变的自适应高斯滤波器进行滤波,通过计算滤波器各滤波窗口内像素点灰度值的均值,以及该均值与当前像素点灰度值的差值,确定滤波窗口的平滑度,并将其作为高斯函数尺度的大小,在滤除噪声的同时确保了边缘信号不被平滑掉;同时采用基于简单统计法及梯度阚值法的双阈值分割方法检测经过非极大值抑制的梯度幅值图像的边缘.实验结果表明,该方法能够有效滤除噪声,且假边缘及丢失边缘的数量都比Canny边缘检测的少.     

基于薄板屈曲理论的纸塑复合袋最大皮带正压力研究

目的 通过分析纸塑复合袋成型工艺,针对纸塑复合袋生产中存在位置偏移和倾斜的缺陷,明确复合袋生产中需要纠偏的需求.方法 建立复合袋的有限元模型,以薄板屈曲理论为基础,运用Ansys Workbench中的屈曲分析工具对各种姿态下的纸塑复合袋进行仿真,求解皮带最大屈曲载荷,最后根据最大屈曲载荷等于复合袋所受的摩擦力这一条件,得到皮带所受的最大正压力.结果 当皮带间距为50 cm时,最大皮带正压力最大,即纸塑复合袋能够承受的摩擦力最大,纠偏时的轨迹与理论轨迹误差更小.结论 该计算结果准确,数据充足,满足纠偏中正压力的控制需求.     

聚晶金刚石复合片表面裂纹视觉检测技术研究

采用计算机视觉检测技术提取出表面缺陷特征量,完成聚晶金刚石复合片表面裂纹缺陷检测。首先,根据聚晶金刚石复合片表面特性,研究合适的光源照明系统。然后,提出一种基于直方图投影梯度极值的局部边界提取方法,将感兴趣区域进行提取。在此基础上,采用图像滤波、阈值分割的方法实现裂纹的准确提取。最后,通过计算裂纹连通域的圆形度和长宽比进行裂纹识别。实验结果表明,本方法可有效地对聚晶金刚石复合片表面裂纹缺陷进行检测。     

玻璃表面缺陷检测系统研究

目的针对玻璃表面存在的划痕、漏点、结石和水印等4种主要缺陷,研究一种基于背光照射的玻璃表面缺陷检测方法,提出一种改进K均值聚类算法用于水印缺陷的检测。方法首先,通过设计的图像采集系统对玻璃图像进行采集,并对采集图像背景估计;然后根据水印缺陷与其他3种缺陷的灰度差异,将含缺陷的玻璃分成2类,完成缺陷粗分类;接着利用边缘检测算法对含划痕、漏点和结石缺陷的玻璃图像进行处理,利用结合了Otsu阈值分割方法和补偿系数f的改进K均值聚类算法对含有水印缺陷的玻璃图像进行处理,最终实现对玻璃表面4种缺陷的识别与标记。结果实验表明,该系统操作方便,算法复杂度低,缺陷识别准确度高,检测速度快。结论通过上述玻璃表面缺陷检测系统,可准确高效地检测出玻璃表面存在的4种主要缺陷。改进的K均值聚类可以准确实现对水印缺陷的检测,且该方法可以克服聚类迭代次数高,聚类结果容易陷入局部最小等缺点。极大地提高了缺陷检测的效率,可用于玻璃生产过程中的实时检测。     

指针式仪表示值识别系统研究

指针式仪表识别系统采用机器视觉技术和数字图像处理算法,实现了对指针式仪表示值的自动识别.使用图像差影法、自适应阈值分割算法和最小二乘法进行圆心拟合;提出区域分割方法及中心投影法,对表盘图像进行分块处理,提取表盘刻度,快速识别出表盘指针所处位置.实验表明,采用该系统的识别值与目测值的最大偏差为0.16μm,最小偏差为0.10 μm,检定时间缩短为原来的1/1000,提高了检定效率、检定精度和检定结果的准确性.     

基于机器视觉的编织袋表面缺陷检测系统设计与实现

目的 针对编织袋生产中表面缺陷检测效率和精度低等问题,应用机器视觉技术于编织袋表面缺陷检测,进而提高编织袋的生产效率。方法 基于机器视觉设计编织袋表面缺陷检测系统:首先为了降低背景灰度变化对缺陷检测的影响,研究一种同时具有噪声滤除与图像增强功能的预处理算法;其次选取二维最大熵值法对预处理后的编织袋图进行分割,并采用改进遗传算法对它进行优化以增强算法的收敛速度和效果;然后利用特征提取结合形态学处理的方法实现了编织袋表面缺陷的识别与分类;最后应用连通域进行分析,对分类出的缺陷进行统计与定位以获取缺陷的尺寸以及位置信息。结果 采集了200个编织袋缺陷样本,采用文中编织袋表面缺陷检测系统对编织袋样本进行缺陷识别,平均识别准确率为94.0%,处理一幅编织袋图像的时间约为600 ms。结论 该系统具有较高的识别效率和正确率,可实现编织袋表面缺陷的快速检测,满足工业生产的需求。     

钛合金扩散焊微小缺陷弱磁检测试验研究

针对60 mm厚钛合金扩散焊中未焊合和紧贴型微小缺陷,提出一种新的钛合金扩散焊弱磁检测方法。利用基于弱磁原理的固相焊缝检测系统采集试件表面弱磁信号,分析扩散焊不同缺陷的磁信号特征。结果表明:弱磁方法可检测出埋深60 mm,厚度0.02 mm未焊合缺陷和直径0.01 mm紧贴型缺陷,可根据表面磁感应强度和磁感应强度梯度信号判断缺陷位置。磁异常幅值、磁异常宽度和基于拉依达准则的磁梯度阈值可作为识别缺陷类型的磁信号特征量,可有效判别出钛合金扩散焊中的未焊合和紧贴型微小缺陷。弱磁检测技术在大厚度钛合金扩散焊微小缺陷的无损评估中具有可行性。     

纸塑复合袋磁力纠偏系统设计及多因素下形变影响分析

目的 针对纸塑复合袋在传输过程中褶皱、跑偏等问题,提出一种基于磁力压紧装置的纸塑复合袋纠偏系统.方法 首先根据磁力压紧纠偏原理设计一套纠偏系统;然后基于显式动力学有限元接触理论,对不同影响因素下纸塑复合袋的形变进行有限元仿真分析;最后搭建实验平台,并测量纸塑复合袋的形变,验证仿真结果.结果 在此计算工况下得到了较优方案,纸塑复合袋与皮带间的动摩擦因数为0.25,磁压力为7 N,皮带间的间距为476 mm.结论 实验平台得到的结果与仿真结果基本一致.根据实验结果改进的磁力纠偏系统能够应用于纸塑复合袋的纠偏,满足工业生产需求.     

纸塑复合袋磁力压紧纠偏装置设计及优化

为解决纠偏传输时纸塑复合袋易产生褶皱的问题,设计了一种磁力压紧纠偏装置。首先,综合利用磁压紧皮带、传送带和磁铁位置调整装置等零部件,完成了纸塑复合袋磁力压紧纠偏装置的结构设计,并根据纸塑复合袋的受力分析,建立了动态磁力压紧纠偏数学模型。然后,对纸塑复合袋磁力压紧纠偏装置进行有限元建模,并根据纸塑复合袋纠偏过程设置边界条件及接触参数,采用显示动力学分析方法对其动态纠偏过程进行仿真。接着,基于仿真结果,结合BP（back propagation,反向传播）神经网络和GA（genetic algorithm,遗传算法）（简称为BP-GA算法）,建立了纸塑复合袋磁力压紧纠偏装置工艺参数优化模型。最后,通过相应的计算程序,实现了纸塑复合袋磁力压紧纠偏装置工艺参数的优化。结果表明：所设计的纸塑复合袋磁力压紧纠偏装置能较好地实现纠偏功能,可使纸塑复合袋在传输时产生的褶皱符合设计要求;纠偏时该装置的最优工艺参数为电磁铁磁力为7 N,左、右两侧皮带组件的间隙为476 mm,皮带组件与纸塑复合袋之间的动摩擦系数为0.25,实验结果与基于BP-GA算法的寻优结果较为一致。研究结果可为纸塑复合袋连续磁力纠偏的深入研究提供一定的参考。     

食品包装日期喷码检测系统设计

目的为了提高食品包装过程中喷码检测的准确度,基于机器视觉提出一种喷码缺陷检测方法。方法分析自动喷码系统结构和工艺流程,包括搬运机械手、传送装置、喷码装置、检测装置等。以扫码检测为重点研究对象,利用机器视觉采集图像,通过图像处理算法实现喷码缺陷检测,包括模板匹配算法和垂直投影方法。同时给出缺陷检测流程,主要由图像分割、字符校正和分割、字符分割、缺陷检测等步骤组成。结果实验结果表明,所述喷码检测方法的识别成功率可以达到99%,识别成功率较高。结论该方法能够有效处理漏印等喷码缺陷,可以代替人工实现食品包装的自动化分拣。     

基于PWM占空比的印刷量子点图像信息识读

目的 针对目前PQP点阵数据的识读算法准确率较低速度较慢的问题，为了加快该信息隐藏与印刷防伪方法的推广应用，文中设计一种基于PWM占空比判据的PQP快速识读算法。方法 首先对采集到的PQP图像在非校正条件下，利用脉冲宽度调制(PWM)和最小占空比寻优方法，估算其点阵图像的栅格角度，然后根据所求得的栅格角度参照PQP点阵图像，分别计算横纵2个方向的极大值序列，之后对该序列进行二次差分和自适应阈值判决以绘制PQP点阵数据识读栅格，最后以方形螺旋线指向顺序索引网格内各位置特征值来识读PQP点阵数据信息。结果 通过仿真和实验测试得出，当打印分辨率为600 dpi时，PQP图像信息的识读时间和误码率分别控制在0.5 s和±5%以内。结论 在非校正、无参考和盲同步信息等不确定条件下，实现了对PQP点阵图像的信息提取。     

基于阈值分割与多边形扫描求交的明暗恢复形状重构模型冗余信息去除

针对明暗恢复形状重构模型存在图像背景信息问题,提出基于阈值分割与多边形扫描求交的冗余信息去除方法。通过阈值分割将图像转换为二值图像,采用形态学方法修补二值图像中的缺陷,并利用微分算子提取图像的二维轮廓;通过多边形扫描求交将图像分割为目标区域和背景区域;根据由阴影恢复形状原理重构三维模型,并通过二维轮廓与三维形貌的信息匹配去除图像背景冗余信息。实例表明,该方法能够有效去除明暗恢复形状重构模型中的图像背景冗余信息,保证重构模型的形状精度。     

基于机器视觉的柔性包装袋喷码缺陷检测研究

目的 针对传统喷码检测方法计算量大、字符区域定位不显著、识别准确率较低等不足,提出一种基于机器视觉的柔性包装袋喷码缺陷检测方法。方法 以柔性包装袋上喷码图像为研究对象,以滤波抑噪、阈值处理等技术对图像进行预处理,运用YOLO-V3网络模型对字符区域进行定位,并采用阈值和非极大值抑制算法提高喷码区域定位的显著性,通过改进AlexNet网络结构、运用多特征融合运算等方法,获取更为丰富的图像卷积特征,实现字符串的整体识别,从而提高喷码缺陷识别的准确率。结果 将YOLO-V3联合改进AlexNet的检测方法与传统喷码检测方法进行对比,结果表明,所设计喷码缺陷检测方法的分类准确率达到99.39%。结论 基于机器视觉的柔性包装袋喷码缺陷检测方法在模型计算量、字符区域定位显著性和字符识别准确率都有一定的优势,并有效解决了字符串整体识别的问题。     

基于支持向量机分类策略的多晶硅电池片色差检测

针对复杂颜色和纹理特征条件下,多晶硅电池片上的色差检测问题,提出了一种基于支持向量机分类策略的多晶硅电池片色差检测方法。首先对预处理后电池片图像进行颜色模型转换和通道分离,利用Otsu方法对单通道图像进行阈值分割处理,并计算各阈值图像的区域对比度,然后根据区域对比度情况选择合适的阈值图像,利用阈值图像所提供的信息提取图像特征;最后使用支持向量机分类器来判别电池片是否存在色差缺陷。实验结果表明提出的色差检测算法可以实现多晶硅电池片色差高效检测,色差缺陷检测的准确度、误检率和检测时间分别达到96.88%, 5％和109ms。     

基于双边滤波的自适应彩色图像去噪研究

目的为了克服彩色图像去噪后存在的特征模糊,研究基于双边滤波的自适应彩色噪声图像去噪方法。方法使用二维离散小波变换(DWT)对含噪声的彩图图像进行近似分量、水平细节分量、垂直细节分量和对角细节分量等4个方向的分解。根据DWT各方向分量归一化后的方差比例,利用RBF神经网络构造双边滤波系数模型确定不同方向的最佳去噪系数,提出彩色噪声图像自适应去噪方法(DWT-ABF),并将该方法与常规方法作对比。结果在不同噪声类型以及混合噪声失真情况下文中方法都能有效地去除噪声,并同时保留图像细节信息,且与其他方法相比,文中方法去噪后的图像都具有更高的PSNR值。结论文中方法克服了传统双边滤波无法自行确定最佳参数的缺陷,同时也良好地解决了去噪图像特征模糊的问题。     

聚集态网点阈值矩阵生成方法及潜在应用研究

目的对聚集态网点阈值矩阵的动态生成方法与算法,及潜在的应用问题进行分析与探讨。方法依据网点网格坐标系,建立网点函数阈值矩阵的生成方法以及网点灰度阈值矩阵的阈值动态分布原则,并得到网格内元素的阈值映射关系式。结果网格内元素的排布顺序越大,网格内获得的阈值就越大,通过对网点函数进行特殊处理,可使网点阈值矩阵的数据中心点相对于网格中心产生一定的偏移,形成具有特殊加网效果的阈值矩阵。结论在不影响图像外观的情况下,通过在网点函数中引入特殊的位相变化信息,加网时就能在图像预定区域生成含有特殊位相编码信息的网点分布,可为图像特定区域植入预期的有意义的编码信息,在图像复制、信息隐藏和印刷防伪等领域具有实际指导意义。