纺织纤维显微图像的自动聚焦以及多焦面问题的研究

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1、硕士学位论文纺织纤维显徽图像的自动聚焦以及多焦面问题的研究纺织纤维显微图像的自动聚焦以及多焦面问题的研究摘要目前，国内出入境检疫检验部门对纤维和纺织品的检验大多采用人工手段进行观察、测量和计数。检验所花的时间周期长，成本高，而且检验结果的准确性往往受检验人员主观因素的影响。为此，我们承担了教育部资助的纺织纤维计算机自动图像分析检测系统的研究项目，涉及的技术包括：显微镜的自动聚焦技术、数字图像的模式识别技术、纤维和纺织品特征参数的选择和提取。本文针对计算机自动图像分析检测系统中提高纤维和纺织品切片图像清晰度的问题，围绕显微镜的自动聚焦这个技术难

2、点，提出了解决方案。首先，在显微图像的采集过程中，由于光照不均、衍射效应、光电转换等因素，在显微数字图像中引入了噪声。本文从理论上对现有的数字图像预处理技术进行了分析比较，并结合实验结果选择了中值滤波法实现信号去噪。其次，检测系统的实时处理要求采用快速有效的聚焦算法。本文对各聚焦算法进行了仿真和比较，提出了采用灰度差分绝对值之和算子(SMD)作为检测系统的基本聚焦算法。同时为T硕士学位论文纺织纤维显微图像的自动聚焦以及多焦面向题的研究了进一步提高聚焦速度，设计了自动聚焦的优化控制方案。第三，纤维和纺织品切片自身独有的特点限制了一般的聚焦算法的

3、有效应用。为解决纤维和纺织品横向和纵向切片中比较普遍出现的多焦面问题，我们以棉、麻、粘胶、Lyocel、Modal等纤维素纤维为研究对象，对其切片样本进行研究。分析比较了各种多焦面的合成算法，提出了基于区域划分的多焦面解决方法。该算法将整体划为各个局部图像，将纺织纤维截面切片按一定规则划分为多个子区域，以子区域为单位进行聚焦判别，然后将各个子区域的计算结果进行合并，并对各区域边界进行灰度平滑。有效地解决了纤维和纺织品切片中存在的多焦面问题。在纤维和纺织品计算机自动图像分析检测系统中，对显微镜自动载物台控制的研究采用了基于ARM7TDMI的S3

4、C44BOX嵌入式开发板作为平台，并采用实时多任务嵌入式操作系统uC／OS-II。本文实现了Ilc／os—II到S3C44BOX的移植，在附录对这部分进行了阐述。关键词：纺织纤维检测，图像处理，自动聚焦，多焦面，图像重构H硕士学位论文纺织纤维显徽图像的自动聚焦以及多焦面问题的研究RESEARCHOFTHEAUTo—FoCUSFoRTEXTILEFIBERSANDMUI』rI-LAYERIMAGEPRoCESSINGABSTRACTTillnow,textilefibersinspectionsaremanuallyperformedinour

5、country．Theinspectionistimeconsumingandcogly，moreover，theresultisaffectedbytheoperators．Inordertoovercomesuchshortcomings，theMinistryofEducationofChinasponsoredtheprojectforfiberautomaticimageanalyzing．Theresearchconsistsof．theauto—focusofmicroscope，thepatternrecognitionofd

6、igitalimage．Inthisthesis，westudythemethodsforimprovingqualityforfibersimage，apracticablesolutionisdiscussedtodealwiththeeffectofmicroscopeauto-focus．Becauseoftheeffectofillumination，diffractionandphoto—electricitytransition，noiseisinducedinimageacquiringsystem．Theimagepre-p

7、rocessingmethodsarediscussedinthepaper,themedianfilteringisappliedtoeliminatethenoiseanditisverifiedbytheexperimentresults．Also，therealtimeprocessingofthedetectingsystemrequiresfastandveraciousauto—focusalgorithm．Severalauto．focusalgorithmsarediscussedandcomparedinthepaper．

8、TheSMDalgorithmisappliedasthebasicalgorithminourresearch．Atthesametime，anoptimized