[发明专利]一种基于数字图像法测量皮革面积的系统及其方法

说明书

技术领域

本发明属于皮革面积测量技术领域，特别涉及一种基于数字图像法测量皮革面积的系统及其方法。

背景技术

在革制品制备过程中，皮革是按面积计价的，如果没有快速准确的面积测量仪器与设备，革制品的制备过程中会产生较大的误差，在皮革交易中，同样会导致交易一方一定程度上的经济损失。

目前测量皮革面积广泛使用的是量革机，该仪器由光电转换电路和一系列集成电路组成，其测量原理是将皮革微分，然后累计求和。即将皮革分成一个个大小相等的单位面积，然后利用光电转换电路将皮革的有无转换为电平的高低即“1”或“0”。计算机对皮革进行扫描检测，记录光电转换电路的输出电平，送进累加器求和。这样，皮革的面积就转化为单位面积的总和，根据一定的转换关系，就能得到皮革的实际面积。显然，单位面积划分得越小，测量的面积就越接近于实际值。但是单位面积划分得越小，难度也越大，实际上很难达到理想的精度。该仪器成本高、测量精度低，相对误差≥3％，操作复杂，测量前要用标准板对仪器进行多次校准，并且不能连续测量，不便于工业化使用。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提出了一种基于数字图像法测量皮革面积的系统及其方法，具有测量的非接触性、成本低、精度高的优点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于数字图像法测量皮革面积的系统，包括有图像采集设备镜头，图像采集设备镜头的后端与CCD摄像机的前端相连，CCD摄像机的后端连接有图像采集卡，图像采集卡装在计算机中。

一种基于数字图像法测量皮革面积的方法，包括如下步骤：

第一步，对系统进行标定，即用系统对一个已知几何参数物体的尺寸进行测量，获取系统的像素当量ε，得到单位像素所代表的实际尺寸。

第二步，用图像采集设备镜头对待测皮革进行成像，将获取的图像通过CCD摄像机与图像采集卡输入计算机，获取待测皮革的图像。

第三步，对得到的皮革的图像，在计算机中采用图像处理算法中的滤波处理对信号去噪，减小图像噪声。

第四步，对图像进行增强处理。由于皮革图像是一种全纹理图像，所以在处理时必须消除皮革纹理的影响，最简单有效的方法就是寻找一个阈值将皮革图像区域与背景区域区分开。本发明利用迭代阈值法将灰度图像转化为二值图像，将皮革图像与背景区分开来。

第五步，对二值化后的图像进行二次去噪，去除目标区域内的孤立噪声点以及皮革边缘的突刺。由于皮革图像边界上有许多不规则的突起，即所谓的“突刺”，且边界上的“突刺”由于面积过小而无法使用，因此在处理时应该尽量将突刺去掉；另外由于皮革纹理表面是光滑的，所以在获取图像的过程中必然会由于光照不均而产生反光，导致利用迭代阈值法处理后得到的二值图像内部会存在噪声点，因此要进行二次去噪。

第六步，经过上述处理后，利用矢量分析法对皮革图像进行处理。具体包括如下步骤：边界跟踪，将边界点标号及记录相关矢量；边界标点按逆时针方向重新排序；按排序由小到大逐点判断当前边界点右侧像素是否满足边界点内点的条件，若满足则计算边界内像素，若不满足则继续判断下一个边界点；判断是否所有边界点都判断完，若全部判断完，则进行面积计算，否则继续判断。由于皮革图像多为轮廓区域不规则的图像，利用该方法能够得到同时得到理想的目标区域的边缘轮廓以及目标区域的像素数。

第七步，根据计算公式：D＝ε*N计算出待测皮革面积。其中，D为待测皮革的几何参数，N＝B/2+IB为测得的待测皮革物体的像元数，ε＝S/M为系统的像素当量，其中B为物体的边界像素数，IB为物体边界内像素总数，S为标定物体的几何参数，M为测得的标定物体的像元数。

本发明采用基于数字图像法测量物体表面积，该测量系统通过光学系统对被测物的几何尺寸以一定的、准确的倍率成像于CCD光敏面上，对CCD的输出进行A/D转换，然后送往计算机进行处理以实现测量，能够实现在非接触环境中对皮革的面积进行测量，具有成本低、非接触、测量精度高、便于工业化使用的特点。

附图说明

图1为本发明的数字图像法测量皮革面积的系统图。

图2为本发明图像处理流程图。

图3为本发明矢量分析法对皮革图像进行处理的流程图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的测量系统及其方法作进一步详细说明。