随着计算机技术和光电技术的飞速发展,数字图像检测技术得到了迅速发展和广泛应用,它作为一种非接触检测手段已经越来越引起人们的重视。纤维直径光学显微图像法就是一种显微技术与数字图像检测技术相结合的纤维直径测量方法。采用这种自动成像检测系统能克服人工检测带来的不利因素,可提高纤维检测精度和效率。本文围绕纤维直径自动成像检测这一热点开展研究工作,研究具有重要的学术意义。本文设计并研究了基于显微光学系统的纤维图像采集与处理系统与方法,主要研究内容和创新点如下:1.探讨了反射光谱与荧光光谱的基本理论,系统地研究了动植物纤维(羊毛与棉花纤维)的光谱测试系统,测定了动植物纤维的荧光光谱及反射光谱,并分析了动植物纤维的特征反射波段以及其他光谱特征。2.基于纤维的光谱特性,从纤维图像的光学成像角度入手,对纤维的显微成像系统进行了优化设计。本文设计了新型的纤维显微图像采集系统,主要包括:部分光学系统设计、光源选择、滤光器设计、图像采集方法的确定以及系统设计。实验表明,由本系统采集得到的纤维图像具有对比度高、纤维边缘清晰以及边缘连续度好等特点,高质量的纤维图像能够有效地提高显微图像法测量纤维直径的精度。3.基于VC++自行编制了系统可用的图像处理与测量软件。软件的基本功能是图像预处理,包括图像滤波、图像增强以及边缘检测等功能。本文依次介绍各种算法的基本原理,并详细研究分析了数字图像的图像滤波和边缘检测方法,并将各方法的检测结果加以比较,确定较为合理的图像预处理方法。软件的主要功能是纤维的直径测量,采用了先进的中心线迭代法测量纤维直径,并给出了纤维段直径分布及平均直径。系统采集图像的质量以及软件的直径测量,结果表明本系统的测量结果是令人满意的,本文的设计方法在图像质量上以及算法的精度与快速性上都具有一定的优越性。本文研究为纤维直径自动检测进一步应用,提供了新的途径。