迭代式自适应法在Canny算子中的应用与研究

为了增提高业机器人的智能水平,需要加装视觉系统,但因其工作环境复杂所以需要对现有机器视觉算法进行改进才能满足工业机器人的实际需要。边缘检测中广泛采用Canny算法,但因为其本身存在一些天然的缺陷不能直接应用于工业机器人上。第一,在进行高低阈值选取时需要人为设定,适应性差并且依赖人的经验。第二,在判断经非极大值处理后处于两阈值中间点是否为边缘点时,判断依据单一,容易混入更多的假边缘。通过研究现有机器视觉成果提出了相应的解决方案。第一,将迭代式自适应阈值法应用于Canny算法中,使算法有自主选择阈值的能力。第二,因为相邻边缘点处于相似的梯度环境中因此,使用梯度方向和(Sum of Gradient Direction简写为SGD)进行辅助判断边缘点。经仿真改进的方法,其结果表明改进的方法在检测精度和自适应方面要优于Canny算法,满足工业机器人对视觉方面的需求。     

改进Canny算法检测直缝焊管焊缝位置

针对传统Canny算法在识别直缝焊管焊缝边缘时易受噪声干扰、强弱边缘连接不佳等问题,通过分析直缝焊管图像特点,提出一种改进的Canny算法检测直缝焊管焊缝位置方法。首先在进行非极大值抑制中引入了梯度方向局部均值偏差;其次对非极大值抑制之后的点利用大津法计算阈值;最后通过实际采集焊管图片强弱边缘分布特点将强边缘边界所连边界作为附加连接条件。通过实验验证改进的非极大值相对于传统方法抑制能够有效的抑制噪声点并保留边缘信息,在直缝焊管焊缝边缘位置识别中改进的Canny算法相对于传统边缘检测算法能够抑制噪声干扰,保留更多的焊管边缘与焊缝边缘,因此较好的满足实际使用需求。     

一种改进的Canny边缘检测算法

针对Canny边缘检测算法存在的缺陷,提出了一种改进型Canny边缘检测算法。首先采用非线性扩散滤波减少了图像噪声,同时保持图像的边缘信息;在邻域梯度幅值计算中,考虑像素对角线方向的梯度,进一步抑制了噪声的影响;最后采用平均方差阈值法选取阈值,从而提高了对不同图像的自适应性。通过对实验图像的分析表明,该改进算法对含噪图像的边缘提取具有较好的检测精度和准确性。     

光照不均环境下的手机外壳缺陷检测研究

针对实际手机外壳图像采集过程中遇到周围环境光照不均导致采集图像不清晰的问题,提出一种适用于光照不均环境下的手机外壳缺陷检测方法。首先用图像二值化、灰度化、图像修正旋转等算法对采集到的图像进行图像预处理,提取手机外壳主轮廓,然后利用双阈值的改进Bensern二值化算法对图像进行去光照影响处理,再采用自适应边缘检测Canny方法进行缺陷轮廓提取。最后提取缺陷感兴趣区域,并用轮廓绘制算法标记缺陷轮廓的大小。实验表明,该方法缺陷提取准确率高,实用性强,具有良好的检测效果。     

光纤面板暗影自适应检测

针对光纤面板暗影的特点,实现了利用自适应Canny算子进行暗影的检测。首先将OTSU算法进行改进,实现拉伸图像灰度级,增强目标与背景的灰度差。然后将改进的OTSU算法在VC++开发环境中嵌入到Canny算子中,实现Canny算子阈值的自适应确定。实验结果表明,改进的自适应Canny算子检测出的暗影边缘减少了伪边缘,排除了毛刺的影响,边缘定位更加准确、清晰。并且在程序上避免了高阈值比例参数的手动设置,很大程度上降低了程序的复杂性。     

融合Canny算子和形态学的 齿轮图像边缘检测研究

针对含噪齿轮图像边缘检测中存在的难以有效抑制噪声和准确检测出更多真实边缘等问题,将改进的Canny算子和数学形态学算法应用到含噪齿轮图像边缘检测中,提出了一种融合Canny算子和数学形态学的含噪图像边缘检测算法。首先利用了改进的Canny算子边缘检测,接着运用了多尺度多结构数学形态学边缘检测;然后对两幅边缘图像进行了小波分解,得到各层子图像;最后分别对子图像采用了自适应加权融合,并使用小波逆变换重构图像得到了最终的边缘检测图像。实验及研究结果表明:融合算法比单独使用改进的Canny算子、数学形态学去噪效果好、定位精度高、边缘连续清晰,并且当噪声浓度升高时依然具有良好的去噪效果,是一种可行的无监督融合算法。     

基于导向滤波Retinex和自适应Canny的图像边缘检测

机器视觉识别常用金属制品边缘时,表面亮度不均易导致边缘误识别,且传统的边缘检测算法去噪的同时也抑制了大量边缘信息,降低了边缘检测质量。本文提出一种基于导向滤波Retinex和自适应Canny的图像边缘检测算法。该算法采用基于导向滤波的Retinex法得到金属制品图像的反射分量,通过加权分布的自适应伽马校正提升反射分量图像对比度;然后,采用自适应各向异性扩散滤波对增强后图像进行去噪处理,抑制增强后图像的噪声及低对比度纹理,再采用改进四方向Sobel梯度模板提取图像边缘;最后沿用传统Canny算法的非极大值抑制及双阈值分割进一步细化边缘。实验结果表明,新算法检测典型金属小零件时,图像锐度指标由原图的47.11提升至68.39,金属表面的亮度标准差从原图的44.76下降至20.16;噪声指标从原图的1.1下降到0.15左右,并且在去噪的同时较好地保留了图像边缘锐度。新方法有效改善了金属表面图像因亮度不均导致的边缘误识别问题,并且提取的边缘连接性较好。     

一种改进的Canny自适应边缘检测算法

针对原始的Canny边缘检测算法高低阈值不利于选择的问题,提出一种改进的Canny自适应边缘检测算法。该方法采用3×3的Sobel边缘算子模板代替2×2邻域内求有限差分来计算梯度幅值;利用梯度直方图来选取高低阈值,提高了算法的自适应性;在边缘的连接上采用边界追踪的方法,来保证边缘的连续性和唯一性。以20m m量块图像边缘检测为例进行了实验。结果表明,该算法在保证实时性的同时,具有更好的检测精度和准确度,细化图像边缘和抑制伪边缘噪声方面的性能也得到了提高,是一种有益的边缘检测改善方法。     

结合Canny算法和Hough变换的轴类零件边缘提取

针对轴类零件的边缘提取存在易受噪声、表面质量和边界条件影响的缺点,提出了Canny边缘检测和Hough变换算法相结合的边缘提取方法。首先利用自适应中值滤波对图像去噪,在滤除图像噪声的同时保留了更多的图像边缘信息;然后在3×3的窗口模板内计算梯度幅值和方向,提高了算子的抗噪性能;再采用自适应双阈值算法求取高低阈值,实现边缘的检测和连接。最后利用Hough变换算法进行边缘拟合。实验结果表明,这种方法可以对不同直径的轴类零件图像进行边缘提取,能够获得比较完整而连续的边缘。     

基于机器视觉的树脂镜片表面疵病边缘检测

针对树脂镜片表面疵病自动化检测的需求,开展了基于机器视觉的树脂镜片表面疵病边缘检测研究.设计一种改进的快速Hough圆检测方法获取镜片图像的感兴趣区域,采用混合滤波消除脉冲噪声和高斯噪声,提出一种基于局部窗口阈值的改进Canny边缘检测算法,选取局部最佳分割阈值,对窗口内的疵病实现精确分割.实验结果表明,该边缘检测算法能够较好地检测疵病边缘细节.     

基于机器视觉的餐盘检测定位系统的研究

针对国内集体食堂的售饭工作面临的售饭效率低下、人手频繁接触容易滋生细菌以及手动售饭不能量化控制等问题。提出一种使用机器人自动打菜以替代人工打菜的方案。采用了高斯滤波与基于Haar小波变换的阈值去噪方法进行预处理并比较了图像去噪效果。采用改进的Canny边缘检测算法提取餐盘盛饭区域的轮廓,有效解决了噪声干扰,非线性光照干扰等引起的检测定位障碍,满足生产需求,可以解决实际问题。     

基于Canny边缘检测和加权最小二乘法的气泡水平仪实时检测方法

针对气泡水平仪的自动标定问题,对机器视觉领域中的边缘提取算法、最小二乘法、轮廓跟踪算法等方面进行了研究。提出了一种基于Canny边缘检测和加权最小二乘法的气泡水平仪实时自动检测方法,以提高检测气泡水平仪的准确度和效率。引入了Canny边缘提取算法对工业摄像机所拍摄的水准柱侧面图像进行处理,以得到参考线和气泡的边缘信息。引入了一种自适应选取Canny边缘提取算法的阈值的方法,以克服工业现场光照变化的影响。同时针对本应用场合,采用了加权最小二乘法对左右平行参考线进行拟合,并结合二分搜索算法对水平尺上的气泡位置进行了搜索,从而实现了气泡水平仪的高准确度实时检测。研究结果表明,该方法能够准确、快速地对气泡进行定位,能够较好地适应光照变化。     

一种改进自适应阈值的 Ｃａｎｎｙ算法

针对传统Canny算法在滤波时无差别平滑降噪、边缘信息丢失及模糊的现象,且人工选取梯度高低阈值存在局限性的问题,提出了综合考虑图像位置信息与亮度信息的双边滤波代替传统高斯滤波方法,结合最优化阈值分割法和Otsu法分别计算出图像高低阈值,采用边缘信噪比SNR函数对比验证边缘检测效果。改进后的Canny算法有效提高了边缘完整性,且伪边缘更少,对图像中相对较弱的边缘部分也有良好的提取效果,改进后的算法具有更高的信噪比。采用工业机械臂视觉采集零件边缘为背景,实验结果表明,改进后的Canny算法可以有效保留真实边缘信息,边缘更加连续且完整。     

基于Canny算子的零配件表面缺陷检测

通过对机器人视觉和零配件生产系统的研究分析,结合机器人视觉系统提出零配件表面缺陷检测方法。利用高斯滤波器、阈值分割、Canny算子等进行图像噪声的去除和边缘检测,并使用图像相减匹配法提取零配件的缺陷特征值,最后将缺陷信息、ECC200二维码和SQL数据库结合,以此解决零配件生产中存在的质量和标识问题。     

基于Canny算子改进的图像边缘检测算法研究

针对Canny算法的图像边缘检测技术,提出用中值滤波和均值滤波合成的混合滤波器代替传统高斯滤波器,加强了对复杂噪声的平滑降噪;在边缘连接细化中,采用基于Ostu提出的最大类间方差法的自适应阈值选择法,提高了效率和适应性。并进行MATLAB仿真,结果表明提出的改进算法明显提高了图像边缘检测的精度。     

适用于光照不均匀图像的边缘检测算法

首先利用图像梯度方向特征改进Canny算法,使之更适合连续边缘的检测。然后将其与基于侧抑制原理的图像增强算法结合,设计了一种新的适用于噪声背景下光照不均匀图像的边缘检测算法。算法实验结果表明该边缘检测算法能有效提取光照不均匀图像中的连续边缘。     

一种新的边缘保持局部自适应图像插值算法

为了尽可能降低噪声的影响和保持图像的边缘信息,提出了一种新的边缘保持局部自适应图像插值算法。算法首先对分割成部分重叠的各子图像进行整数小波变换,然后对于高频子带进行逐点BayesShrink阈值去噪和中值滤波去除高斯和椒盐噪声,同时对于低频子带进行亮度保持的直方图均衡增强图像的对比度,最后根据自适应阈值Canny边缘检测将子图像划分为平坦和边缘区域,分别进行施用双线性插值和非线性插值。实验结果表明,MBW图像插值算法得到的插值图像有较好的主观图像质量,其峰值信噪比(PSNR)比传统方法平均提高了2.23～2.96dB。     

一种码垛视觉系统中物料袋的识别与定位方法

提出了一种基于双目视觉的码垛机器人从码垛中识别与定位单个物料袋的解决方法。首先通过对双目CCD摄像机采集到的原始码垛图像进行双目校正、SAD算法立体匹配、匹配校验、亚像素插值,得到致密的视差图;之后,对校正了的一个视图进行otsu方法自动阈值、Canny算子求边缘、Hough直线检测、Sobel边缘检测并结合形态学图像处理的膨胀、开操作,得到属于单个物料袋的连通域并求出其中心,结合视差图,进而求出每个物料袋相对于摄像机的三维坐标。最后,利用o PENCV与VS结合的开发平台编程与测试,实践表明该解决方法可以迅速准确的对码垛中单个物料袋识别与空间定位。     

高密度电子电路频谱图的边缘检测算法

在利用电磁扫描技术检测高密度电路板的组装质量时,为了识别频谱图中的异常频率点,需要检测和提取频谱图中频谱曲线.而频谱图中频谱曲线的检测和提取效果直接影响异常频率点检测的准确度.本文致力于电路板频谱图的边缘检测方法的研究,提出了多窗口Canny自适应阈值边缘检测算法,即通过对频谱图进行窗口划分,在窗口内采用改进的梯度幅值的计算方法和自适应阈值Canny检测算法,实现了对频谱图的边缘检测.理论分析和实验结果表明,本文所提出的算法准确度高,可以得到较好的边缘检测结果,为识别频谱图中的异常频率点提供了更精准的频谱边缘图像.     

带钢表面缺陷在线检测图像噪声滤除算法研究

在对带钢表面缺陷进行视觉检测的过程中,光照条件、金属碎末飞溅等外界干扰会产生图像噪声,这种噪声会直接影响到后续的带钢缺陷检测。因而对图像进行预处理十分必要。提出了一种针对带钢图像表面噪声预处理的算法,该算法通过分析带钢表面噪声分布的特点,对其进行标识,进而提出了改进的标准中值算法,对所有噪声点邻域内的中值和均值的差值与设定阈值进行比较,实现对噪声的有效滤除。通过大量的实验证明该算法有效可行,在算法的复杂度上有较大的降低,在噪声滤除效果上有明显的改善。