粘胶长丝在线实时监测系统设计与处理算法.doc

第４１ 卷　增刊２ 吉 林 大 学 学 报 （工 学 版 ） 　Ｖｏｌ．４１　Ｓｕｐ．２ ２０１１ 年９ 月 Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｊｉｌｉｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ （Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｅｄｉｔｉｏｎ） 　Ｓｅｐｔ．２０１１ 粘胶长丝在线实时监测系统设计与处理算法 王芳荣１，林晓珑２，王晓鹏１，张佳全２，张铁强２，冯　毅２ （１．吉林大学 通信工程学院，长春 １３００２２；２．吉林大学 物理学院，长春 １３００２２） 摘　要：介绍了一种可在酸浴内实时监测粘胶长丝数目的检测系统及图像处理算法。系统采 用柱面 ＬＥＤ 光源照明，经 ＣＣＤ 摄像头采集图像至计算机并进行图像处理，实时计算出单丝的 数量，给出是否合格的判别结果。采用基于人眼视觉特性的自适应图像增强处理算法，对粘胶 长丝图像进行增强，利用类间最大交叉熵的阈值分割法和连通域跟踪计数法，解决了粘胶长丝 计数中的胶丝重叠、分叉等关键技术难题，保证了计数准确率。实验证明，该系统具有精度高、 检测速度快等优点，适合在化纤企业推广，具有良好的应用前景。 关键词：光电子技术；粘胶长丝；酸浴；实时检测；图像处理 中图分类号：ＴＮ２４７；ＴＰ３１７．４ 　文献标志码：Ａ　 文章编号：１６７１－５４９７（２０１１）Ｓｕｐ．２－０２８８－０４ Ｖｉｓｃｏｓｅ　ｆｉｌａｍｅｎｔ　ｒｅａｌ　ｔｉｍｅ　ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ　ｉｍａｇｅ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ＷＡＮＧ　Ｆａｎｇ－ｒｏｎｇ１ ，ＬＩＮ　Ｘｉａｏ－ｌｏｎｇ２ ，ＷＡＮＧ　Ｘｉａｏ－ｐｅｎｇ１ ，ＺＨＡＮＧ　Ｊｉａ－ｑｕａｎ２ ， ＺＨＡＮＧ　Ｔｉｅ－ｑｉａｎｇ２ ，ＦＥＮＧ　Ｙｉ　２ （１．Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｊｉｌｉｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００２２，Ｃｈｉｎａ；２．Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｊｉｌｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００２２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｅｓｓａｙ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ａ　ｖｉｓｃｏｓｅ　ｆｉｌａｍｅｎｔ　ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ｗｈｉｃｈ　ｃａｎ　ｃｏｎｄｕｃｔ　ｔｈｅ　ｒｅａｌ　ｔｉｍｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｉｎ　ａｃｉｄ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｓｌｏｔ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｑｕａｎｔｉｔｙ　ｏｆ　ｖｉｓｃｏｓｅ　ｆｉｌａｍｅｎｔ　ｅｊｅｃｔｅｄ，ａｎｄ　ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ　ｉｍａｇｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ．Ｔｈｉｓ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｐｐｌｉｅｓ　ｃｙｌｉｎｄｅｒ　ＬＥＤ　ｌｉｇｈｔｉｎｇ　ｓｏｕｒｃｅ，ｖｉａ　ＣＣＤ　ｃａｍｅｒａ　ｉｓ　ｅｎｔｅｒｅｄ ｉｎｔｏ　ａ　ｃｏｍｐｕｔｅｒ．Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ｃａｎ　ｃａｌｃｕｌａｔｅ　ｔｈｅ　ｑｕａｎｔｉｔｙ　ｏｆ　ｓｉｎｇｌｅ　ｆｉｌａｍｅｎｔ　ｖｉａ　ｉｍａｇｅ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ，ａｎｄ　ｉｄｅｎｔｉｆｙ　ｉｔｓ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｗｈｅｔｈｅｒ　ｑｕａｌｉｆｉｅｄ　ｏｒ　ｎｏｔ．Ｒｅｇａｒｄｉｎｇ　ｉｍａｇｅ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ｖｉｓｃｏｓｅ ｆｉｌａｍｅｎｔ　ｉｍａｇｅ　ｉｓ　ｅｎｈａｎｃｅｄ　ｖｉａ　ｉｍａｇｅ　ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ，ｔｈｅ　ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ　ｉｓ　ａｄａｐｔｉｖｅ　ｉｍａｇｅ ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｈｕｍａｎ　ｖｉｓｕａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．Ｂｙ　ａｐｐｌｙｉｎｇ　ｉｎｔｅｒ－ｃｌａｓｓ　ｃｒｏｓｓ　ｅｎｔｒｏｐｙ ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ　ｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ａｎｄ　ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ　ｄｏｍａｉｎ　ｔｒａｃｋｉｎｇ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ，ｉｔ　ｓｏｌｖｅｓ　ｔｈｅ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｏｖｅｒｌａｐｐｉｎｇ　ａｎｄ　ｂｉｆｕｒｃａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｖｉｓｃｏｓｅ　ｆｉｌａｍｅｎｔ　ｃｏｕｎｔｉｎｇ　ａｎｄ　ｉｎｃｒｅａｓｅｓ　ｔｈｅ　ａｃｃｕｒａｃｙ． Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ　ｐｒｏｖｅ　ｔｈａｔ　ｔｈｉｓ　ｓｙｓｔｅｍ　ｈａｓ　ｔｈｅ　ａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ｏｆ　ｈｉｇｈ　ａｃｃｕｒａｃｙ　ａｎｄ　ｆａｓｔ　ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ．Ｉｔ　ｃａｎ　ｂｅ ａｐｐｌｉｅｄ　ｂｒｏａｄｌｙ　ｉｎ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｆａｂｒｉｃｓ　ｉｎｄｕｓｔｒｙ． Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｖｉｓｃｏｓｅ　ｆｉｌａｍｅｎｔ；ａｃｉｄ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ；ｒｅａｌ　ｔｉｍｅ　ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ；ｉｍａｇｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ