纱线气圈数字图像处理系统的开发

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1、２０１３年第３期研究开发·２３·纱线气圈数字图像处理系统的开发郝瑞欣，梅顺齐＊，席程琳，王健伟（武汉纺织大学机械工程与自动化学院，湖北武汉４３００７３）摘要：纺织工业中对纱线动态张力的在线非接触测量很重要，图像测量技术是非接触测量的一项重点技术。针对图像处理目前尚无一个统一完整的系统，先通过实验方法比较各种图像处理方法的结果，得出适合于纱线气圈图像处理的方案；然后设计出一个合理的气圈数字图像处理系统，以实现对纱线气圈数字图像的快捷系统处理。关键词：纱线气圈；数字图像处理；系统设计；ＭＡＴＬ

2、ＡＢ中图分类号：ＴＰ２７３文献标识码：Ａ文章编号：１６７３－０３５６（２０１３）０３－００２３－０５近年来随着ＣＣＤ图像传感器技术和各种图像处离散余弦变换（ＤＣＴ）压缩图像时是先将图像从空理技术的快速发展，用于非接触测量的图像测量技术间域变换到频率域，在频域对信号进行分解，去除信号也逐渐发展起来，并在纺织工业非接触测量在线检测点之间的相关性，对ＤＣＴ系数进行量化，然后再利用［３］张力领域显示出了广阔的应用前景。图像测量技术的编码器对系数进行编码，以达到压缩的效果。而利关键问题之一在于对图像进行合适的预处理，以便于用小波对图像进行压缩，则是进行小波变换后逐层分后期对目标特征的提取。目前纺织工业中

3、对纱线气圈解出图像的高频和低频信息，然后再进行图像重构，不数字图像的处理还停留在单项处理阶段，并没有一个仅压缩比率高，速度快，压缩后还可以保持信号与图像［４］统一完整的系统来对纱线气圈图像进行处理。本文旨的特征基本不变，而且在传递过程中可以抗干扰。在寻找出适合于纱线气圈数字图像的处理方法，并将本实验利用ＤＣＴ和小波两种方法对气圈图像进行处其集成一个系统即纱线气圈数字图像处理系统，以此理，其结果如图１和图２所示。实现用户只需点按按钮即可对图像进行预处理的功能。１气圈数字图像预处理方法探析１．１图像压缩原始图像压缩后图像图像压缩是为了实现图像的快速传输和大量存储而产生的，其本质就是在一定的保真度（

4、即不失真）下图１ＤＣＴ压缩图像对表示图像的数据量进行压缩，也就是在不影响理解图像特征的基础上通过一定的方法获得比原图像少的200［１］400数据量。衡量图像压缩的主要参数是图像压缩率，600它是压缩后的图像数据量与压缩前的图像数据量的比800［２］值。用ＣＲ来表示图像压缩率，ｎ１和ｎ２分别表示压缩原始图像2006001000前、压缩后图像所携带的数据量，则ＣＲ＝ｎ１／ｎ２。压缩分解后低频和高频信息比值越大，压缩后的图像文件数据量越小，但同时图像5020质量有可能会损失越多。401006015080收稿日期：２０１３－０４－０１；修回日期：２０１３－０４－０７100200基金项目：国家自然科学基

5、金项目（５１１７５３８５）“基于运动形态的微细柔体120动态张力非接触在线测量原理与方法研究”10020030050100150作者简介：郝瑞欣（１９８６－），女，在读硕士研究生，主要研究方向为机电控制第一次压缩图像第二次压缩图像及其自动化，Ｅ－ｍａｉｌ：ｈｒｘ５２１６＠１６３．ｃｏｍ。＊通信作者：梅顺齐（１９６６－），男，武汉纺织大学机械工程与自动化学院教图２小波压缩图像授，博士生导师，研究方向：机电一体化。·２４·纺织科技进展２０１３年第３期由图１可看出，ＤＣＴ变换后重构出来的图像与原

6、是对图像添加椒盐噪声再去噪，图５中添加了高斯噪图像视觉上几乎没任何差异，清晰度没有改变，像素大声、椒盐噪声和随机噪声，然后利用小波进行去噪。小还是一样的，都是４８０×６４０的像素用２４５７６００字节表示；压缩率为１，这正是ＤＣＴ变换的特点所在，即ＤＣＴ偏重于视觉效果而不是压缩率。ＤＣＴ变换压缩过程中只滤除了高频成分而保留了低频成分。小波压缩图像的结果是原图像为ｕｎｉｔ８类型的(a)原图像(b)高斯白噪声图像ＲＧＢ图像，像素为４８０×６４０×３，将其转化为ｄｏｕｂｌｅ类型后像素值为４８０×６４０，用２４５７６００字节表示；第一次压缩图像，是提取小波分解的第一层低频信息后进行量化编码压缩又重构的图

7、像，像素为２４７×３２７，用６４６１５２字节表示；较之压缩前图像，压缩率ｃｒ＝ｎ１／ｎ２＝２４５７６００／６４６１５２≈３．８０３４。第二次压缩图像，(c)掩膜法去噪(d)邻域平均法去噪是保留小波分解的第二层低频信息进行编码压缩然后又重构得到的图像，像素为１３１×１７１，用１７９２０８字节表示；与压缩前的图像相比较，压缩率ｃｒ＝ｎ１／ｎ２＝２４５７６００／１７９２０８≈１３．７１３７。将第一次压缩