基于图像处理的电缆护套和绝缘材料厚度精密测量研究

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1、摘要随着精密计量光栅制造技术，计算机技术以及图像获取和处理技术的迅猛发展，已经将它们应用到高精度测量领域，并形成了新的测量技术——图像测量技术。与传统测量方法相比，图像测量技术有着独特的优越性，非常适合于～些传统测量手段难以实现的现场，有着较强的研究价值。本文针对电缆护套和绝缘材料厚度测量的国家标准，合理利用图像测量技术，实现精确快速的测量，主要内容包括以下几个方面：首先，论文研究了图像测量系统中常用的图像处理方法，其中重点分析了图像预处理、图像分割以及轮廓跟踪。针对电缆护套和绝缘材料厚度精密测量的要求，讨论了各种常见的亚像素定位方法，其中重点分析了

2、插值法和Zemike矩法。其次，根据国家标准GBfr2951．1．1997的要求，给出了电缆护套和绝缘材料厚度测量系统的功能需求、结构等。针对多项式插值亚像素定位法精度较差的缺点，提出了基于八方向模板Sobel检测的插值法，通过增加边缘像素点的梯度方向，有效提高了插值的精度。最后，论文在普通Zernike矩法的基础上提出了基于Sobel的改进Zernike矩亚像素定位法。该法先通过Sobel检测初步定位护套和绝缘材料的边缘，缩小Zernike矩的计算范围，使得在精度基本不变的情况下，缩短了计算时间，提高了速度：接着通过估计边缘点正态分布的均值将轮廓像

3、素宽度缩小在单像素上，提高了算法的精度。论文还对改进的Sobel．Zemike矩法、普通的Zemike矩法以及改进的插值法在精度和速度上进行了比较分析。关键词：图像测量；亚像素；插值法；Zernike矩法；电缆护套；电缆绝缘材料AbstrctWiththerapiddevelopmentofgratingmanufacturingtechnologyofprecisionmeasurement，computertechnology，imagecapturingandprocessingtechnology，andtheirapplicationont

4、hehigh．precisionmeasurementsfield，therehasformedanewmeasurementtechnique—Imagemeasurementtechnology．Comparedwithtraditionalmeasurementmethod．imagemeasurementtechnologyhasuniqueadvantage，andverysuitableforsomescenewherethetraditionaImeasurementmethodiSdi伍culttorealize．SOithasast

5、rongresearchvalue．withthenationalstandardofcablesheathandinsulationmaterialthicknessmeasurement，andtherationaIuseofimagemeasurementtechnique，weachieveafastandaccuratemeasurementsystem．Firstofall，westudyonsomecommonimageprocessingmethodsinimagemeasurementsystem，suchasimageprepro

6、eessing，imagesegmentationandcontourtracking．Thenaimatthethicknessprecisionmeasurementrequirementsofcablesheathandinsulationmaterial，wediscussavarietyofcommonsub-pixelmethodsindetail，andmainlyfocusoninterpolationmethodandZemikemomentmethod．Secondly，inaccordancewithnationalstanda

7、rdGB／T2951．1．1997。weanalysethefunctionalrequirementsandstructureofcablesheathandinsulationmaterialthicknessmeasurementsystem．Andthen．becausethepolynomiaIinterpolationsub．pixeImethodhaspooraccuracy．weputforwardanewinterpolationmethodbasedonimprovedSobeldetectionwitheightdirectio

8、ntemplate，whichCaneffectivelyimproveinterpolationaccur