2014-基於數字圖像處理技術的粒度在線檢測方法研究

  • 首先將圖像\(\mbox{RGB}\longrightarrow\mbox{GRAY}\)(也就是灰度化圖像),然後通過中值濾波去除窗口內的極大極小值(統稱爲噪聲點),達到平滑圖像的效果;

  • 接着對圖像進行形態學重構,消除物體內部和外部的空洞(也就是尺度更大一點兒的噪聲點);

  • 再對圖像進行兩次分水嶺分割算法提取出物體之間的分界線:

    1. 通過極大值變換獲取前景標記

      1. 首先對灰度圖像進行形態學腐蝕,相當於\(\mbox{floor}\)平滑,即將局部較大像素削平;
      2. 然後獲取平滑後的局部極大值區域,並對其進行形態學重建開操作(保留原始圖像的邊緣信息,去除周圍的毛刺)、形態學重建閉操作(保留原始圖像的邊緣信息,填補內部的空洞);
      3. 由於有些物體中前景標記到了其邊緣,故應該向內收縮一點,即進行形態學腐蝕;
      4. 最後進行極大值修正(變換),去除掉小面積的極大值區域(自定義閾值);
    2. 第一次分水嶺分割獲取背景標記(有標記矩陣)

      1. 首先使用\(\mbox{OTSU}\)(最大類間方差法)將圖像進行二值化處理,初步分離出物體與背景;
      2. 然後獲取距離轉換圖像(\(\mbox{DT}\)),並對其進行歸一化(\(\mbox{normalize}\)),作爲實際前景的一部分;
      3. 將原始二值化圖進行形態學膨脹,得到的黑色區域便爲實際背景的一部分;
      4. 現在已知前景和背景的部分分佈,剩下的一部分便是未知區域(\(\mbox{unknown}\));
      5. 最後進行分水嶺分割,得出各個前景、背景以及分割線(分水嶺線),但只需要背景標記;
    3. 第二次分水嶺分割(沒有標記矩陣)

      1. 將上兩步得到的前景標記和背景標記通過按位或融合爲一張圖;

      2. 對融合後的圖進行強制最小技術(\(\mbox{minima}\) \(\mbox{imposition}\));

        強制最小技術:將梯度圖中的感興趣區域設置爲-∞,這樣可以忽略掉已知區域的細枝末節;

      3. 然後對其進行不含標記的分水嶺分割,得到最終的前景、背景以及分割線(分水嶺線);

  • 由於CV只能檢測表面的物料分佈,對於堆疊的物料無能爲力,所以利用反向傳播神經網絡(\(\mbox{BP}\) \(\mbox{CNN}\))構建出CV檢測表面分佈爲輸入、實際篩分整體分佈爲輸出的模型;

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