[發明專利]一種基于圖像采集和DSP算法的棉花導纖自動剔除方法及系統

有效

• 申請號: 201210088334.X
• 申請日: 2012-03-30
• 公開（公告）號: CN102660815A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 黃靜;章涵博
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: D01G31/00
• 分類號: D01G31/00
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

1.一種基于圖像采集和DSP算法的棉花導纖自動剔除方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：皮棉的輸送抓松，利用開松裝置采取邊移動，邊抓松，將進入的皮棉處理成棉層，棉層在重力和動力系統的作用下向下移動；

步驟2：皮棉圖像的采集，采集一幀一幀的皮棉圖像，并存入DSP相應的存儲單元中；

步驟3：圖像的處理，將DSP處理器讀取的存儲單元中的圖像數據進行批對，濾波、圖像增強、二值化處理，把皮棉圖像放在一個具有坐標網格線的坐標系里，首先提取出由改進的Otsu算法分離出的異纖信息，然后將異纖圖像定位在64×64的坐標系中，從左下角開始掃描圖像，如果異纖在各個小網格中的大小超過小網格面積的一半，則認為異纖占據整個小網格，在判斷完異纖占據的所有網格后，計算出異纖的坐標，對其精確定位；

步驟4：異纖的自動吹落，將皮棉定位在一個方形區域中，對精確定位的異纖通過DSP控制器控制相應的噴氣裝置，快速吹落皮棉中的異纖。

2.根據權利要求1所述的一種基于圖像采集和DSP算法的棉花導纖自動剔除方法，其特征在于：步驟3中的改進的Otsu算法通過以下步驟獲得：先進行一次粗分割，在把灰度值最大和灰度值最小分割出來，然后對剩下的部分進行處理：

獲取圖像???????????????????????????????????????????????的灰度直方圖；

按灰度級的大小順序，遍歷直方圖，將第一個和最后一個峰值所對應的灰度值分別記為T0和T1，將圖像的最大和最小灰度值分別記為minG和maxG；

設為圖像中像素點的灰度值，則、、、為該點相鄰像素的灰度值；若且，那么用式（1-1）更新該像素灰度值，否則不變；

???????（1-1）

對如上變換過的圖像采用Otsu方法實行二值化處理，且T在區間[a,b]中遍歷，其中：

a=2×T0-minG,??b=2×T1-maxG。

3.一種基于圖像采集和DSP算法的棉花導纖自動剔除系統，其特征在于：包括輸送模塊，圖像采集模塊，異纖識別模塊和自動吹落模塊；

所述的輸送模塊，用于對皮棉的抓松處理和移動輸送，并將皮棉處理成厚度均勻松散適度的棉層；

所述的圖像采集模塊，用于對皮棉圖像的采集，采集一幀一幀的皮棉圖像，并存入DSP相應的存儲單元中；

所述的異纖識別模塊，用于對存入DSP存儲單元中的皮棉圖像數據進行濾波、圖像增強、二值化處理等預處理，并將預處理后的圖像數據重新存入DSP存儲單元；使用改進的Otsu算法分割圖像，以獲取圖像中的異纖信息，把皮棉圖像放在一個具有坐標網格線的坐標系里，首先提取出由Otsu算法分離出的異纖信息，然后將異纖圖像與坐標系中對照，計算出異纖的坐標，實現對其精確定位；

所述的自動吹落模塊，用于對異纖的自動剔除吹落，采用噴墨打印方式，將皮棉定位在64×64的方形區域中，并通過DSP處理器算法模塊控制相應的噴氣閥，通過氣體瞬間快速吹落皮棉中的異纖。

4.根據權利要求3所述的一種基于圖像采集和DSP算法的棉花導纖自動剔除系統，其特征在于：所述的輸送模塊包括：

除塵單元，用于對皮棉內灰塵的清除；

開松單元，用于對除塵后的皮棉的移動，抓松，將皮棉處理成厚度為2cm至4cm、松散密度為2.8?kg/m3至3.5kg/m3的棉層。

5.根據權利要求3所述的一種基于圖像采集和DSP算法的棉花導纖自動剔除系統，其特征在于：所述的圖像采集模塊包括：

光照單元，包括高頻熒光燈和紫外光源，用于對皮棉及異纖圖像的照射，通過紫外光照使異纖能夠清晰地顯示在攝像機鏡頭前，便于圖像的采集；

圖像采集單元，用于對光照下的皮棉及異纖圖像的采集和存儲。

6.根據權利要求3所述的一種基于圖像采集和DSP算法的棉花導纖自動剔除系統，其特征在于：所述的異纖識別模塊包括：

DSP存儲單元，用于對通過圖像采集單元中采集和存儲的圖像進行數據處理并儲存；

DSP處理器算法模塊，用于將DSP存儲單元中的圖像數據進行濾波、圖像增強、二值化處理等預處理，并將預處理后的圖像數據重新存入DSP存儲單元，使用改進的Otsu算法分割圖像，以獲取圖像中的異纖信息，并對其精確定位；

?DSP控制器，用于控制相應網格上的高壓噴氣閥噴出高壓氣體將異纖吹落。