流道式紙漿纖維測(cè)量系統(tǒng)在線標(biāo)定測(cè)量分辨率的測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種流道式纖維測(cè)量系統(tǒng)在線標(biāo)定測(cè)量分辨率的測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于：包括LED光源、纖維流道、智能相機(jī)、電機(jī)、清水水槽和纖維樣本液杯，所述纖維流道為垂直放置的長方體中空通道，LED光源和智能相機(jī)分居纖維流道兩側(cè)，所述智能相機(jī)連接計(jì)算機(jī)，纖維流道下方連接三條管道，中間位置的樣品管道連接盛放纖維樣本的纖維樣本液杯，左右兩側(cè)位置的清水管道通過電機(jī)B連接同一清水水槽，所述纖維流道上端過另一臺(tái)電機(jī)A連接排水槽。本實(shí)用新型的測(cè)量裝置具有快速準(zhǔn)確的在線標(biāo)定測(cè)量分辨率，該流道測(cè)量的系統(tǒng)，改進(jìn)了紙漿纖維靜態(tài)測(cè)量的不足，可以實(shí)時(shí)、大量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，達(dá)到準(zhǔn)確測(cè)量的目的。
【專利說明】流道式紙漿纖維測(cè)量系統(tǒng)在線標(biāo)定測(cè)量分辨率的測(cè)量系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種流道式纖維測(cè)量系統(tǒng)在線標(biāo)定測(cè)量分辨率的方法及其系統(tǒng)，屬于纖維測(cè)量【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)紙漿纖維進(jìn)行檢測(cè)和識(shí)別時(shí)，由于鏡頭分辨率大小的不同，容易引起計(jì)算偏差，因此，首先必須對(duì)其進(jìn)行標(biāo)定。而標(biāo)定的準(zhǔn)確度在于三個(gè)方向的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的標(biāo)定算法之一是通過相機(jī)與成像面的距離，看放大倍數(shù)，計(jì)算出單一的分辨率，但通過對(duì)已有算法的實(shí)驗(yàn)、研究和分析，發(fā)現(xiàn)該方法并不能獲得準(zhǔn)確、多方向的分辨率，由于采集的圖像是矩形，已有算法并不能同時(shí)計(jì)算橫向、縱向和對(duì)角方向(45度和135度方向)的情況,準(zhǔn)確性不夠，需要改進(jìn)。另一種已有算法是使用參照物來靜態(tài)進(jìn)行測(cè)量系統(tǒng)的分辨率標(biāo)定，根據(jù)小孔成像模型，圖像中任意一個(gè)像素在圖像物理坐標(biāo)系與相機(jī)坐標(biāo)系的關(guān)系如下:U=SxXu+UQ ；V=SyYu+Vo。(U, V)是計(jì)算機(jī)坐標(biāo)系中任意一點(diǎn)P的實(shí)際圖像坐標(biāo)，單位為像素?cái)?shù)，Sx，Sy為圖像平面單位距離的像素?cái)?shù)，(?, Vtl)為相機(jī)光軸與圖像平面的交點(diǎn)，稱為主軸坐標(biāo)。(XuJu)是理想小孔成像模型下的物理圖像坐標(biāo)，單位為毫米。sx’ Sy即為我們所求；這對(duì)于動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)而言，目標(biāo)是流道池中流動(dòng)的纖維，難以使用與實(shí)際測(cè)量環(huán)境相同的參照物來靜態(tài)的標(biāo)定系統(tǒng)的測(cè)量分辨率。所以現(xiàn)有的方法在準(zhǔn)確、動(dòng)態(tài)測(cè)量纖維參數(shù)時(shí)分辨率存在較大的誤差，并存在著一定的難度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就是解決目前不能準(zhǔn)確、在線的標(biāo)定纖維形態(tài)測(cè)量系統(tǒng)的問題，提供了一種在光源下，快速準(zhǔn)確的流道式纖維測(cè)量系統(tǒng)在線標(biāo)定測(cè)量分辨率的方法和測(cè)量系統(tǒng)。
·[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案:
[0005]一種流道式纖維測(cè)量系統(tǒng)在線標(biāo)定測(cè)量分辨率的方法，它通過在線實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)5000條標(biāo)準(zhǔn)纖維(長度已知)橫向、縱向、對(duì)角方向(45度和135度方向)的長度像素個(gè)數(shù)，并求算術(shù)平均值來實(shí)現(xiàn)，它的具體步驟為，
[0006](I)采集圖像，利用自動(dòng)圖像測(cè)量系統(tǒng)采集標(biāo)準(zhǔn)纖維的圖像到計(jì)算機(jī)上，圖像標(biāo)準(zhǔn)是640*480單色位圖；
[0007](2)圖像分割、骨架化，用閾值的方法對(duì)當(dāng)前圖像進(jìn)行二值化，使背景變?yōu)榘咨w維和噪聲成為黑色；對(duì)二值化后的圖像去除影響準(zhǔn)確標(biāo)定的過大或過小的區(qū)域；進(jìn)行閉運(yùn)算，使纖維邊界平滑；進(jìn)行骨骼化提取骨架，使目標(biāo)成為單一像素寬度；去掉帶有分枝的目標(biāo)；去除過長或過短的纖維目標(biāo)；
[0008](3)計(jì)算每根纖維鏈碼，根據(jù)鏈碼的特點(diǎn)判斷纖維是近似橫向、縱向還是45度和135度方向；
[0009](4)統(tǒng)計(jì)橫向纖維根數(shù)，計(jì)算長度像素個(gè)數(shù)，求其算術(shù)平均值。[0010](5)統(tǒng)計(jì)縱向纖維根數(shù)，計(jì)算長度像素個(gè)數(shù)，求其算術(shù)平均值。
[0011](6)統(tǒng)計(jì)對(duì)角方向(45度和135度方向)的纖維根數(shù)，計(jì)算長度像素個(gè)數(shù)，求其算術(shù)平均值。
[0012](7)若連纖維為其他方向，或彎曲纖維，則不對(duì)其進(jìn)行測(cè)量。
[0013]所述步驟(3)中，計(jì)算每個(gè)纖維方向時(shí)，先用鏈碼表示每根纖維的骨架，再利用鏈碼的特點(diǎn)來判斷纖維是近似橫向、縱向還是對(duì)角方向。
[0014]所述步驟(4)中，統(tǒng)計(jì)5000根橫向纖維圖像，計(jì)算平均長度像素個(gè)數(shù)，像素?cái)?shù)除以纖維定長，就得到分辨率；同理，步驟(5)、(6)求得對(duì)角方向(45度和135度方向)的分辨率。
[0015]一種流道式紙漿纖維測(cè)量系統(tǒng)在線標(biāo)定測(cè)量分辨率的測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于:包括LED光源、纖維流道、智能相機(jī)、電機(jī)、清水水槽和纖維樣本液杯，所述纖維流道為垂直放置的長方體中空通道，LED光源和智能相機(jī)分居纖維流道兩側(cè)，所述智能相機(jī)連接計(jì)算機(jī)，纖維流道下方連接三條管道，中間位置的樣品管道連接盛放纖維樣本的纖維樣本液杯，左右兩側(cè)位置的清水管道通過電機(jī)B連接同一清水水槽，所述纖維流道上端過另一臺(tái)電機(jī)A連接排水槽。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明解決了在測(cè)量纖維參數(shù)時(shí)因?yàn)闃?biāo)定不準(zhǔn)確引發(fā)測(cè)量參數(shù)不準(zhǔn)確的問題，在大量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)下，該方法能成功實(shí)現(xiàn)纖維測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量分辨率的標(biāo)定，獲得測(cè)量系統(tǒng)的分辨率。通過預(yù)處理，得到去掉小分叉的單像素纖維，以達(dá)到計(jì)算長度的像素個(gè)數(shù)與實(shí)際長度相除得到分辨率的目的，并采用大量測(cè)量求算數(shù)平均值方法，提高了標(biāo)定的準(zhǔn)確性。通過VC++實(shí)現(xiàn)的流道式纖維測(cè)量在線標(biāo)定纖維的結(jié)果和大量數(shù)據(jù)顯示了這一方法的準(zhǔn)確性和魯棒性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0018]附圖1為本發(fā)明的工藝流程圖；
[0019]附圖2為本發(fā)明的采集到的纖維圖像橫向纖維的圖像；
[0020]附圖3為本發(fā)明的二值化分割的結(jié)果的圖像；
[0021]附圖4為本發(fā)明的去除過大或過小的區(qū)域的圖像；
[0022]附圖5為本發(fā)明的形態(tài)學(xué)膨脹的圖像結(jié)果；
[0023]附圖6為本發(fā)明的骨架化、去分枝的圖像結(jié)果；
[0024]附圖7為本發(fā)明提取的橫向纖維圖像；
[0025]附圖8為本發(fā)明提取的縱向纖維圖像；
[0026]附圖9為本發(fā)明提取的對(duì)角方向(45度和135度方向)的纖維圖像；
[0027]附圖10為本發(fā)明的測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖中，I LED光源，2纖維流道，3偏振片(CPL)，4智能相機(jī)，5計(jì)算機(jī)，6電機(jī)A，7電機(jī)B，8排水槽，9清水水槽，10纖維樣本液杯，11清水管道，12樣品管道。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。[0030]一種流道式纖維測(cè)量系統(tǒng)在線標(biāo)定測(cè)量分辨率的方法，其步驟為:
[0031](I)采集纖維圖像。利用自動(dòng)圖像采集設(shè)備采集紙漿纖維的圖像到計(jì)算機(jī)上，圖像標(biāo)準(zhǔn)是單色位圖。每采集一幅圖像就對(duì)其進(jìn)行以下處理并將測(cè)量得到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫，同時(shí)計(jì)算測(cè)量結(jié)果。
[0032](2)圖像分割、骨架化。包括:二值化、去除過大或過小的區(qū)域、閉運(yùn)算、骨骼化等得到單像素寬的目標(biāo)。由于骨骼化造成纖維的長度的縮短，經(jīng)過大量統(tǒng)計(jì)，兩端縮短各為2像素，所以在計(jì)算的過程中，長度的像素個(gè)數(shù)相應(yīng)加4。
[0033](3)對(duì)骨架化后的目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行標(biāo)記，計(jì)算每個(gè)目標(biāo)的鏈碼，根據(jù)鏈碼的特點(diǎn)判斷纖維時(shí)近似橫向、縱向還是對(duì)角方向(45度和135度方向)；
[0034](4)統(tǒng)計(jì)橫向纖維根數(shù)Nh，長度像素個(gè)數(shù)4,.及累加和&，求算術(shù)平均值得到慫:
[0035]
【權(quán)利要求】
1.一種流道式紙漿纖維測(cè)量系統(tǒng)在線標(biāo)定測(cè)量分辨率的測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于:包括LED光源(I)、纖維流道(2 )、偏振片CPL (3 )、智能相機(jī)(4 )、電機(jī)(6、7 )、清水水槽(9 )和纖維樣本液杯(10)，所述纖維流道(2)為豎直放置的長方體中空通道，LED光源(I)和智能相機(jī)(4)分別放置纖維流道(2)兩側(cè)，所述智能相機(jī)(4)連接計(jì)算機(jī)(5)，纖維流道(2)下方連接三條管道，中間位置的樣品管道(12)連接盛放纖維樣本的纖維樣本液杯(10)，左右兩側(cè)位置的清水管道(11)通過電機(jī)B (7)連接同一清水水槽(9)，所述纖維流道(2)上端通過電機(jī)A (6)連接排水槽(8)。
【文檔編號(hào)】G01N21/00GK203643314SQ201320553274
【公開日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2013年9月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月7日
【發(fā)明者】張凱麗, 史紅娟, 李慶華, 邱書波 申請(qǐng)人:齊魯工業(yè)大學(xué)