MATLAB在古瓷器尺寸测量中的应用

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  [摘 要]随着现代考古技术的提高,越来越多的文物出现在人们的眼前,但是对文物尺寸测量的要求也再不断提高,比如易碎的花瓶和易腐蚀的青铜器,不能经过人手直接接触,也不能长时间的暴漏在空气中,这样就使得对文物进行图片测量变得越来越普遍。matlab在图片的处理以及数据的分析上有很大的优势,本文介绍了MATLAB在古瓷器尺寸测量中的应用,使大家了解matlab在图片尺寸测量中的应用。
  [关键词]图片;瓷盘;matlab
  中图分类号:TE639 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)34-0360-01
  0 引言
  随着文物的越来越多,对现有的文物进行数据监测和对刚出土的文物进行测量以及装箱有着很高的要求,尤其是刚出土的文物,不能够长时间的暴漏在空气中,这样就使得对文物的图片进行测量变得越来越普遍。本文通過对古瓷盘的1:1的照片进行matlab边缘检测,以及平均半径的计算,来对瓷盘进行外观尺寸的策量,瓷盘的照片要平行拍摄,并且图片与原物的比例是1:1。
  1 Matlab的优势
  Matlab不仅包含了计算、可视化以及编程,还包括数学计算、建模、仿真和原型设计等典型应用[1]。在Matlab中图片是以矩的阵形式进行数学分析及计算的由此我们可以看出Matlab在图像处理方面的运算能力是很强的。在Matlab中把常用的功能都做成了相应的函数,这样在使用Matlab处理图片的时候只需要通过相应的算法函数就可以得出我们想要的处理结果。
  2 问题分析
  在得到图片之后,首先我们要考虑将图片使用Matlab软件进行分析时要处理的问题,这里我们主要的研究目的是得到瓷盘的半径,所以我们需要提取图片的圆形区域,而圆形区域的提取过程中,我们需要将瓷盘图片上的图案去除,在转换为二值图像之后,我么可以从图3中看到中间的花纹很明显,这时我们要用一定的方法去除花纹,这里使用填充孔洞的方法去除,这样我们就可以得到如图4所示的完整圆形区域,进而可以进行边界的提取。
  3 瓷盘的图片处理
  将拍摄好的图片存储在Matlab的运行文件下,然后使用imread函数将图片读入Matlab中,如图1所示。然后转换成灰度图像,这样做是为了减小图像原始数据量,便于后续处理时计算量变少,因为如果在做图像处理的时候使用彩色图像,Matlab在做分析和计算的时候就需要对彩色图像的三个分量RGB分别进行处理,这样就使得分析速度变慢,转换完成后,我们得到图片2,然后将图片进行二值转换,将图像转换为二值图像,如图3所示。这时我们需要将中间的部分去除,使用imfill函数将中间的孔洞进行填补得到的图像如图4所示[2],最后我们使用sobel算子进行图片的边界提取,如图5所示。因为古代的瓷盘都是手工制造的,这样避免不了瓷器的尺寸不均匀,这样我们对提取出的边界进行上下和左右的最大距离提取,得到的结果进行平均后除2的运算即可得到瓷盘的平均半径。最后的测量结果如图6所示。
  4 sobel算子介绍
  Sobel可以用来对边缘进行提取,而且sobel算子简单有效,因此在图片的边缘提取中应用广泛。该算子包含两组3x3的矩阵,分别为横向及纵向,将之与图像作平面卷积,即可分别得出横向及纵向的亮度差分近似值。其公式如下:
  Sober算子还可以由两个模版来实现,其模版如下:
  Gx及Gy分别代表经横向及纵向边缘检测的图像,▽f代表像素点的梯度[3]。
  5 总结
  本篇文章设计了一种MATLAB的轮廓提取方法,可以从所需要的动物图片中提取动物的轮廓,从而实现对商标以及包装图案的设计。
  参考文献
  [1] Rafael C.Gonzalez等,数字图像处理的MATLAB实现[M],清华大学出版社,2013.
  [2] 井艾斌,等.基于Matlab的图形轮廓提取及填充,计算机工程应用技术.2008.
  [3] 马晓路,等.Matlab图像处理从入门到精通[M],中国铁道出版社.2013.
  作者简介
  单位:山东科技大学机械电子工程學院,研究方向:数字图象处理。
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