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3.2長(zhǎng)絲計(jì)數(shù)軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與界面
軟件系統(tǒng)是利用VC開(kāi)發(fā)出來(lái)的。基于DirectShow技術(shù)將采集卡采集的圖像數(shù)據(jù)顯示至屏幕上，以便實(shí)時(shí)觀測(cè)酸浴內(nèi)噴絲板表面狀況；為測(cè)量細(xì)絲根數(shù)抓取屏幕圖像，進(jìn)行圖像預(yù)處理，將長(zhǎng)絲圖像增強(qiáng)，削弱背景噪聲影響，提高閾值精度；利用形態(tài)學(xué)理論分析二值化后圖像，去除非細(xì)絲結(jié)構(gòu)的雜點(diǎn)(由酸液中的漂浮物或氣泡)；利用二值圖像形狀分析方法確定計(jì)算區(qū)域，節(jié)省計(jì)算時(shí)間；根據(jù)長(zhǎng)絲計(jì)數(shù)算法計(jì)算圖像中細(xì)絲根數(shù)；將測(cè)試結(jié)果顯示至屏幕；并存儲(chǔ)測(cè)試數(shù)據(jù)。軟件系統(tǒng)的程序模塊如圖3.4所示。
圖3.4 軟件系統(tǒng)程序模塊圖
軟件系統(tǒng)操作界面如圖3.5所示。該界面主要分為以下幾個(gè)區(qū)域：
⑴ 視頻顯示區(qū)
實(shí)時(shí)顯示粘膠長(zhǎng)絲噴絲狀態(tài)；起到了實(shí)時(shí)監(jiān)控酸浴內(nèi)噴絲板的目的。
⑵ 信息輸入?yún)^(qū)
輸入機(jī)器型號(hào)、編號(hào)相關(guān)信息，以及檢測(cè)人員的工號(hào)，便于測(cè)試結(jié)果查詢。
⑶ 指示區(qū)
指示目前系統(tǒng)工作狀態(tài)，藍(lán)燈表示系統(tǒng)順利通過(guò)開(kāi)機(jī)自檢；綠燈表示系統(tǒng)順利完成計(jì)數(shù)工作，可進(jìn)行下次操作；紅燈表示系統(tǒng)正在進(jìn)行圖像處理工作。
⑷ 測(cè)控區(qū)
主要對(duì)粘膠長(zhǎng)絲圖像進(jìn)行處理并分析出細(xì)絲根數(shù)。測(cè)試１為按序計(jì)算按鈕；測(cè)試2為重新測(cè)試按鈕；另外，還列出三種測(cè)試速度，以便按實(shí)際需要進(jìn)行選擇。
⑸ 測(cè)試結(jié)果區(qū)
顯示測(cè)試結(jié)果及噴絲板錠號(hào)。
圖3.5 系統(tǒng)軟件界面
4. 粘膠長(zhǎng)絲圖像的分割與計(jì)數(shù)算法
通過(guò)對(duì)粘膠長(zhǎng)絲圖像的理解，本文研究了如下適合于長(zhǎng)絲圖像的分割與計(jì)數(shù)方法。
4.1 分行消包絡(luò)分割法
根據(jù)粘膠長(zhǎng)絲機(jī)視覺(jué)檢測(cè)實(shí)際應(yīng)用的需要，設(shè)計(jì)一種結(jié)合粘膠長(zhǎng)絲圖像特征的分行處理消包絡(luò)分割方法。該方法屬于自適用閾值法的范疇，其計(jì)算簡(jiǎn)單，應(yīng)用效果好。
因?yàn)檎衬z長(zhǎng)絲的浴內(nèi)檢測(cè)圖像一般背景和目標(biāo)的對(duì)比度較差，經(jīng)圖像增強(qiáng)處理后，圖像質(zhì)量有所改善，但細(xì)絲目標(biāo)與背景照明較亮的部分都的到了增強(qiáng)，以圖4.1(a)為例，如果直接采用常用閾值分割法，會(huì)帶來(lái)大量噪聲白點(diǎn)，如圖4.1(b)。  細(xì)絲噴絲方向多為縱向，細(xì)絲的像多為豎直，因此可以對(duì)圖像進(jìn)行分行二值化處理，避免圖像的上下照明不均帶來(lái)的噪聲。
圖4.2(b)是左圖中第120行(亮線標(biāo)致行)的灰度分布，橫坐標(biāo)為該行像素序列號(hào)，縱坐標(biāo)為各對(duì)應(yīng)像素的灰度值。
由于背景照度不均勻，使得該行的背景灰度數(shù)據(jù)不均，為去除背景的干擾，可對(duì)灰度分布數(shù)據(jù)提取包絡(luò)，如圖4.3(a)所示�？梢哉J(rèn)為，灰度數(shù)據(jù)的包絡(luò)即細(xì)絲圖像的背景灰度分布形態(tài)，將原灰度分布數(shù)據(jù)與包絡(luò)數(shù)據(jù)相比照，去除背景信息，保留細(xì)絲目標(biāo)數(shù)據(jù)。這樣就避免了圖像左右照度不均的影像。依照此方法對(duì)各行數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。得到去背景后的細(xì)絲圖像，然后將其二值化(非0即1)，獲得較好的細(xì)絲二值化圖像。如圖4.4所示。
4.2連通域分離法
粘膠長(zhǎng)絲在生產(chǎn)過(guò)程中總體趨勢(shì)為縱向噴絲，其圖像多為豎直結(jié)構(gòu)。如圖4.1(a)示。因此可將圖像按行掃描計(jì)算，統(tǒng)計(jì)各行計(jì)數(shù)結(jié)果，這種算法簡(jiǎn)單便于理解，但其精度難以保證，穩(wěn)定性不高。其主要原因是在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，各長(zhǎng)絲之間并非完全平行，前后細(xì)絲之間存在著交錯(cuò)重疊，尤其對(duì)圖4.5所示的結(jié)構(gòu)，這種逐行掃描的算法將遺漏細(xì)絲。造成測(cè)試結(jié)果普遍偏低。
圖4.5 細(xì)絲的交錯(cuò)示例
下面介紹一種連通域分離辦法來(lái)解決細(xì)絲交錯(cuò)時(shí)的計(jì)數(shù)問(wèn)題。
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