[發明專利]一種纖維自動化圖像鑒別設備及其鑒別方法

在審

• 申請號: 202010926355.9
• 申請日: 2020-09-07
• 公開（公告）號: CN111982907A
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 李斌;陳沛;袁俊;李妍;張志健;施燦芳;李金美
• 申請（專利權）人: 中紡標（深圳）檢測有限公司
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84;G01N21/01;G01B11/08
• 代理公司: 深圳市神州聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 44324
• 代理人: 王志強

1.一種纖維自動化圖像鑒別設備，其特征在于，該設備包括有：

用于對樣品玻片采集纖維圖像的圖像采集裝置；

用于控制所述圖像采集裝置的工作，并對纖維圖像進行自動化分析，得出樣品玻片中包含的纖維的鑒別報告的鑒別計算機；

所述鑒別計算機中包括有前端操作器以及服務器；所述服務器與所述前端操作器交互，且所述服務器與所述圖像采集裝置交互。

2.如權利要求1所述的纖維自動化圖像鑒別設備，其特征在于，所述圖像采集裝置包括有顯微鏡以及工業相機；

所述工業相機置于所述顯微鏡的顯微成像處，且所述工業相機與所述顯微鏡連接；

所述工業相機與所述顯微鏡均與所述服務器交互。

3.如權利要求2所述的纖維自動化圖像鑒別設備，其特征在于，所述顯微鏡包括有：

底座：用于承載設備中其他部件、起到支承作用；

三軸載物臺：具有載物平面，用于承載樣品玻片，具有x、y、z三個方向運動自由度；

觀察采集頭：具有顯微成像觀察端口以及顯微圖像采集端口，用于方便操作人員觀察樣品玻片顯微成像以及安裝工業相機；

所述三軸載物臺置于所述底座的上方，與所述底座活動連接；所述觀察采集頭置于所述三軸載物臺的上方，所述工業相機通過其顯微圖像采集端口與所述觀察采集頭活動連接；

所述三軸載物臺與所述服務器交互，其x、y、z三個方向運動自由度受所述服務器控制。

4.如權利要求3所述的纖維自動化圖像鑒別設備，其特征在于，所述服務器中包括有控制模塊以及AI鑒別模型；

所述控制模塊與所述AI鑒別模型連接，所述控制模塊與所述工業相機交互，控制所述工業相機定點采集樣品玻片的圖像；所述控制模塊還與所述三軸載物臺交互，控制所述三軸載物臺x、y、z三個方向運動自由度。

5.如權利要求4所述的纖維自動化圖像鑒別設備，其特征在于，所述AI鑒別模型中包括有用于接收所述工業相機采集到的圖像，并對圖像進行灰度調整和尺寸調整的圖像預處理模塊；所述圖像預處理模塊與所述工業相機交互。

6.如權利要求5所述的纖維自動化圖像鑒別設備，其特征在于，所述AI鑒別模型中還包括有用于根據圖像中單根纖維的成像，分別測算出單根纖維的直徑的直徑測算模塊；所述直徑測算模塊與所述圖像預處理模塊交互。

7.如權利要求5所述的纖維自動化圖像鑒別設備，其特征在于，所述AI鑒別模型中還包括有用于根據樣品玻片中包含的纖維的外部形態特征，得出纖維的種類的鑒別結果的鑒別卷積神經網絡；所述鑒別卷積神經網絡與所述圖像預處理模塊交互。

8.一種纖維自動化圖像鑒別方法，其特征在于，該方法包括有以下步驟：

S1：安裝準備：制備樣品玻片，將其裝夾在所述三軸載物臺上，所述鑒別計算機控制所述三軸載物臺的x、y、z三個方向上的運動，使得樣品玻片停在合適的觀察位置上

S2：創建報告：為當前樣品玻片創建空白報告，調整所述工業相機以及所述顯微鏡的進入待機狀態；

S3：運行鑒別：所述工業相機工作，將樣品玻片的圖像傳送會所述服務器中，由所述服務器根據圖像測算得到單根纖維的直徑、分析樣品玻片中每一根纖維的形態特征，填入原空白報告中，綜合得到該樣品玻片中包含的纖維的鑒別報告。

9.如權利要求8所述的纖維自動化圖像鑒別方法，其特征在于，所述S2：創建報告具體包括有以下子步驟：

S21：為當前樣品玻片創建空白報告；

S23：向空白報告中輸入配置參數；

S23：所述控制模塊控制所述三軸載物臺運動，將所述工業相機的視野調整到初始拍攝位置上，保持所述工業相機以及所述顯微鏡待機。

10.如權利要求8所述的纖維自動化圖像鑒別方法，其特征在于，所述S3：運行鑒別具體包括有以下子步驟：

S31：所述控制模塊控制所述三軸載物臺移動，改變所述工業相機的視野；

S32：所述工業相機在指定視野下拍攝樣品玻片的圖像；

S33：重復S31-S32；直至所述工業相機拍攝到該樣品玻片的所有視野下的圖像，所述工業相機將圖像傳送到所述圖像預處理模塊中；

S32：所述圖像預處理模塊對圖像做出灰度調整以及尺寸調整得到合適可用的圖像；并對圖像中的纖維進行定位處理得到單根纖維圖像組。

S34：所述圖像預處理模塊將合適可用的圖像傳入所述直徑測算模塊中，得出測算出單根纖維的直徑；

S35：所述圖像預處理模塊將合適可用的圖像傳入所述鑒別卷積神經網絡，得出纖維的種類的鑒別結果；

S36：記錄所述三軸移動平臺的運動參數，將單根纖維的直徑以及纖維的種類的鑒別結果對應填入原空白報告中，綜合得到該樣品玻片中包含的纖維的鑒別報告。