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为了确保缫丝工艺的生产品质,在蚕茧用于缫丝之前,需要对蚕茧进行分选,滤除无法用于缫丝或难以缫成正品丝的蚕茧。由于缫丝生产工艺对于蚕茧分选的准确率要求较高,而现有的蚕茧分选研究的分选准确度提升受限于蚕茧茧层图像获取的完整度。因此,本文基于获取蚕茧茧层完整图像的这一需求,开展了蚕茧的茧层完整图像获取方法的研究。
首先,本文结合茧层完整图像采集的需求与蚕茧的形状特征,设计了蚕茧茧层完整图像采集装置,其核心机构是翻茧机构。翻茧机构主要包括:翻茧滚轴、平面镜、蚕茧光源,两根同步旋转的翻茧滚轴令蚕茧在滚轴间翻转,得到茧层侧表面图像;滚轴两端的平面镜用于反射蚕茧两端的茧层图像;蚕茧光源为蚕茧内部提供光源,辅助相机采集蚕茧内部光照图像。根据图像采集装置的工作流程,完成了装置控制系统的设计,主要包括硬件电路设计以及控制程序开发,并使用MFC对上位机交互界面进行了开发,实现对蚕茧茧层图像的采集与保存。
其次,对装置采集到的茧层侧表面图像进行预处理,去除多余的背景区域,提取蚕茧的轮廓。对蚕茧边缘轮廓进行椭圆拟合,根据拟合结果建立蚕茧的数学模型。将蚕茧的数学模型转换为等效阶梯柱面模型,求解等效阶梯柱面模型表面图像与展开图之间的像素坐标映射关系,等效实现对蚕茧茧层表面图像的展开,为茧层表面图像拼接研究的开展提供环境基础。
最后,将展开图由RGB图像转换为HSI图像,分离HSI图像的各通道,用于提取出展开图中的疵点图像。利用SIFT特征检测算法对左右两幅图中提取到的疵点图像进行特征点检测与匹配,由坐标距离筛选和RANSAC算法筛选去除两图的误匹配点,最后根据匹配点的坐标对应关系,实现对茧层表面疵点的图像拼接与融合,得到茧层表面疵点的完整图像。
本课题的研究实现了蚕茧茧层完整图像信息的获取以及茧层表面疵点图像的拼接,弥补了现有蚕茧分选研究的不足,为提高蚕茧茧层疵点特征识别的准确性与可靠性提供了良好的技术支撑。
首先,本文结合茧层完整图像采集的需求与蚕茧的形状特征,设计了蚕茧茧层完整图像采集装置,其核心机构是翻茧机构。翻茧机构主要包括:翻茧滚轴、平面镜、蚕茧光源,两根同步旋转的翻茧滚轴令蚕茧在滚轴间翻转,得到茧层侧表面图像;滚轴两端的平面镜用于反射蚕茧两端的茧层图像;蚕茧光源为蚕茧内部提供光源,辅助相机采集蚕茧内部光照图像。根据图像采集装置的工作流程,完成了装置控制系统的设计,主要包括硬件电路设计以及控制程序开发,并使用MFC对上位机交互界面进行了开发,实现对蚕茧茧层图像的采集与保存。
其次,对装置采集到的茧层侧表面图像进行预处理,去除多余的背景区域,提取蚕茧的轮廓。对蚕茧边缘轮廓进行椭圆拟合,根据拟合结果建立蚕茧的数学模型。将蚕茧的数学模型转换为等效阶梯柱面模型,求解等效阶梯柱面模型表面图像与展开图之间的像素坐标映射关系,等效实现对蚕茧茧层表面图像的展开,为茧层表面图像拼接研究的开展提供环境基础。
最后,将展开图由RGB图像转换为HSI图像,分离HSI图像的各通道,用于提取出展开图中的疵点图像。利用SIFT特征检测算法对左右两幅图中提取到的疵点图像进行特征点检测与匹配,由坐标距离筛选和RANSAC算法筛选去除两图的误匹配点,最后根据匹配点的坐标对应关系,实现对茧层表面疵点的图像拼接与融合,得到茧层表面疵点的完整图像。
本课题的研究实现了蚕茧茧层完整图像信息的获取以及茧层表面疵点图像的拼接,弥补了现有蚕茧分选研究的不足,为提高蚕茧茧层疵点特征识别的准确性与可靠性提供了良好的技术支撑。