棉花中异性纤维识别方法的研究.pdf

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1、2010年仪表技术与传感器2010第11期InstrumentTechniqueandSensorNO．11棉花中异性纤维识别方法的研究汤先福，黄静，章涵博(1浙江理工大学信息电子学院，浙江杭州310018；2．沈阳航空航天大学北方科技学院，辽宁沈阳110034)摘要：皮棉异性纤维的识别是皮棉自动剔除系统的关键环节，文中通过分析直方图，选择了合适的图像增强方法，改进了Otsu分割算法，并提高了计算速度。实验结果表明，所选择的图像增强方法和改进的Otsu算法能够有效地提高图像分割的质量。关键词：异性纤维；图像增强；图像分割；直方图分析中图分类

2、号：TP274文献标识码：B文章编号：1002—1841(2010)11—0088—03ResearchofRecognitionMethodsofForeignFibberinCottonTANGXian—fu，HUANGJing，ZHANGHan—bo(1．CollegeofInformaticsandElectronics，ZhejiangUniversityofSci．·Tech．，Hangzhou310018，China；2．CollegeofNorthSci．&Tech．，ShenyangAerospaceUniversity，

3、Shenyang110034，China)Abstract：Therecognitionofforeignfibberinlintisimportantsegmentoftheforeignfibberseparatorsystem．Thispaperaria-lyzedhistogram，selectedappropriatemethodofimageenhancement，improvedOtsumethod，andenhancedcomputingvelocity．Theresultshowsthatthemethodswhichar

4、eselectedandimprovedcanimprovethequalityofimagesegmentationefectively．Keywords：foreignfibber；imageenhancement；imagesegmentation；histogramanalysis0引言在棉花的采摘、运输、加工等过程中经常会混入一些杂质。如：头发、草、碎纸片、化学纤维、麻袋丝、塑料绳等，这些杂质被统称为异性纤维(ForeignFibber简称异纤)。这些异性纤维在棉花中所占得比例虽然很小，危害却是很大。纺纱时，异性纤维容易使面纱断头

5、，影响生产效率；织布时，混在布里的异纤容易使布产生疵点，影响产品质量；染色时会使着色率不均，影响产品外观。L】I2J。为改善产品质量，这迫切要求国内拥有一套既分拣效率高且价钱相对低的棉花异性纤维分拣装置。异纤．．识别系统作为整个分拣装置的一部分，该系统识别率的高低直⋯接影响着最终分拣率的好坏。1系统的整体结构棉花异性纤维自动剔除装置如图1所示，分为3大模块：(1)开绵装置。主要作用是将棉花打压成厚度为10mm左右的绵层j。通过这个装置后，隐藏在皮棉里的异性纤维能够被充分暴露，有利于后面图像的采集。(2)图像识别系统。这部分系统包括：光源、线

6、阵相机、遮光板、光轴编码器、图像采集卡和计算机。在这一系统中，经充图1棉花异性纤维自动剔除装置结构图分松展的皮棉从皮棉通道高速下落，图像经摄像机拍摄后传人对应的喷气阀将异纤吹出。计算机。2图像增强由于异性纤维的大小、颜色、形状具有不确定性，所以异性图像增强技术在图像处理中经常用到，为了改善对图像的纤维的识别具有一定的困难，尤其是颜色和皮棉相近的异纤，理解和分析，根据图像的特点或者要达到的目的加强某些特征如：白色丙纶丝、白纸屑、白色化纤等。虽然孙保国等提出这而采取的措施即为图像增强。图像增强有2个目的：些具有增白剂的异纤具有紫外荧光效应，但是

7、紫外线照射会(1)改善图像的视觉效果，提高图像的清晰度。影响到一些其他种类的异物的颜色与形态特征，而且由于曝光(2)方便计算机的处理。不足，所以这类异纤很难被识别出来。为解决这个问题，单独图像增强方法一般可以分为空间域增强和变换域(或称频安装一个线阵黑白相机单独接收紫外线照射的信号。域)增强两类。(3)异性纤维剔除和皮棉收集装置。含有异性纤维的皮棉2．1直方图均衡化经过识别系统后，异纤被分割和精确定位，最终由剔除装置中直方图均衡化是把原始图像的直方图变化成均匀分布的收稿日期：2010—03—30收修改稿日期：2010—08—14形式，从而增

8、加像素灰度值的动态范围，以实现增强图像对比第l1期汤先福等：棉花中异性纤维识别方法的研究89度的效果。直方图均衡化的优点是能够增强整个图像的对比6为增强对比度的典型曲线，可用式(