[發明專利]一種基于數字圖像法測量皮革面積的系統及其方法

無效

• 申請號: 200810232122.8
• 申請日: 2008-11-06
• 公開（公告）號: CN101403610A
• 公開（公告）日: 2009-04-08
• 發明（設計）人: 黨宏社;洪英;宋晉國
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: G01B11/28
• 分類號: G01B11/28;G06T7/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所
• 代理人: 賀建斌

技術領域

本發明屬于皮革面積測量技術領域，特別涉及一種基于數字圖像法測量皮革面積的系統及其方法。

背景技術

在革制品制備過程中，皮革是按面積計價的，如果沒有快速準確的面積測量儀器與設備，革制品的制備過程中會產生較大的誤差，在皮革交易中，同樣會導致交易一方一定程度上的經濟損失。

目前測量皮革面積廣泛使用的是量革機，該儀器由光電轉換電路和一系列集成電路組成，其測量原理是將皮革微分，然后累計求和。即將皮革分成一個個大小相等的單位面積，然后利用光電轉換電路將皮革的有無轉換為電平的高低即“1”或“0”。計算機對皮革進行掃描檢測，記錄光電轉換電路的輸出電平，送進累加器求和。這樣，皮革的面積就轉化為單位面積的總和，根據一定的轉換關系，就能得到皮革的實際面積。顯然，單位面積劃分得越小，測量的面積就越接近于實際值。但是單位面積劃分得越小，難度也越大，實際上很難達到理想的精度。該儀器成本高、測量精度低，相對誤差≥3％，操作復雜，測量前要用標準板對儀器進行多次校準，并且不能連續測量，不便于工業化使用。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提出了一種基于數字圖像法測量皮革面積的系統及其方法，具有測量的非接觸性、成本低、精度高的優點。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種基于數字圖像法測量皮革面積的系統，包括有圖像采集設備鏡頭，圖像采集設備鏡頭的后端與CCD攝像機的前端相連，CCD攝像機的后端連接有圖像采集卡，圖像采集卡裝在計算機中。

一種基于數字圖像法測量皮革面積的方法，包括如下步驟：

第一步，對系統進行標定，即用系統對一個已知幾何參數物體的尺寸進行測量，獲取系統的像素當量ε，得到單位像素所代表的實際尺寸。

第二步，用圖像采集設備鏡頭對待測皮革進行成像，將獲取的圖像通過CCD攝像機與圖像采集卡輸入計算機，獲取待測皮革的圖像。

第三步，對得到的皮革的圖像，在計算機中采用圖像處理算法中的濾波處理對信號去噪，減小圖像噪聲。

第四步，對圖像進行增強處理。由于皮革圖像是一種全紋理圖像，所以在處理時必須消除皮革紋理的影響，最簡單有效的方法就是尋找一個閾值將皮革圖像區域與背景區域區分開。本發明利用迭代閾值法將灰度圖像轉化為二值圖像，將皮革圖像與背景區分開來。

第五步，對二值化后的圖像進行二次去噪，去除目標區域內的孤立噪聲點以及皮革邊緣的突刺。由于皮革圖像邊界上有許多不規則的突起，即所謂的“突刺”，且邊界上的“突刺”由于面積過小而無法使用，因此在處理時應該盡量將突刺去掉；另外由于皮革紋理表面是光滑的，所以在獲取圖像的過程中必然會由于光照不均而產生反光，導致利用迭代閾值法處理后得到的二值圖像內部會存在噪聲點，因此要進行二次去噪。

第六步，經過上述處理后，利用矢量分析法對皮革圖像進行處理。具體包括如下步驟：邊界跟蹤，將邊界點標號及記錄相關矢量；邊界標點按逆時針方向重新排序；按排序由小到大逐點判斷當前邊界點右側像素是否滿足邊界點內點的條件，若滿足則計算邊界內像素，若不滿足則繼續判斷下一個邊界點；判斷是否所有邊界點都判斷完，若全部判斷完，則進行面積計算，否則繼續判斷。由于皮革圖像多為輪廓區域不規則的圖像，利用該方法能夠得到同時得到理想的目標區域的邊緣輪廓以及目標區域的像素數。

第七步，根據計算公式：D＝ε*N計算出待測皮革面積。其中，D為待測皮革的幾何參數，N＝B/2+IB為測得的待測皮革物體的像元數，ε＝S/M為系統的像素當量，其中B為物體的邊界像素數，IB為物體邊界內像素總數，S為標定物體的幾何參數，M為測得的標定物體的像元數。

本發明采用基于數字圖像法測量物體表面積，該測量系統通過光學系統對被測物的幾何尺寸以一定的、準確的倍率成像于CCD光敏面上，對CCD的輸出進行A/D轉換，然后送往計算機進行處理以實現測量，能夠實現在非接觸環境中對皮革的面積進行測量，具有成本低、非接觸、測量精度高、便于工業化使用的特點。

附圖說明

圖1為本發明的數字圖像法測量皮革面積的系統圖。

圖2為本發明圖像處理流程圖。

圖3為本發明矢量分析法對皮革圖像進行處理的流程圖。

具體實施方式

下面參照附圖對本發明的測量系統及其方法作進一步詳細說明。