[发明专利]基于机器视觉的纸浆搅拌效果检测评价方法、装置、系统

权利要求书

1.一种基于机器视觉的纸浆搅拌效果检测与评价方法：其特征在于：

获取待测纸浆图像，所述纸浆处于被搅拌状态；

采用图像边缘检测方法检测所述待测纸浆图像中的纸浆纤维目标；

采用纸浆匀度检测方法处理纸浆纤维目标的边缘，评价纸浆搅拌效果；所述纸浆匀度检测方法为基于灰度共生矩阵的灰度空间相关特性检测方法；

将获取的待测纸浆图像转换为灰度图像，并对上述灰度图像进行去噪处理；

针对经去噪后的灰度图像，采用最小误差阈值分割方法分割出纸浆图像中的纤维目标；

根据逆差矩和能量值的大小来判断纸浆搅拌的效果，能量值反映了图像灰度分布均匀程度；逆差矩反映图像纹理的同质性；

采用小波变换方法对含噪的灰度图像进行去噪处理，具体步骤包括：选择设定的小波函数并确定好分解层次N，对含噪的灰度图像进行N层小波分解；选择设定的阈值函数对所述N层小波的小波系数进行基于非噪声信号与噪声信号的处理；得到去除噪声信号后的包含有非噪声信号的小波系数，重构所述包含有非噪声信号的小波系数，得到去除噪声后的灰度图像；

所述采用最小误差阈值分割方法分割出纸浆图像中的纤维目标包括：将图像中的像素按灰度值用阈值t分成背景和目标两类C₀和C₁，即C₀＝{0,1,…,t}，C₁＝{t+1,t+2,…,L-1}，则C₀和C₁各自分布的概率分别为：

其中p_i表示灰度图像中灰度值i的像素点出现的概率，ω₀+ω₁＝1，令ω(t)＝ω₀，则ω₁＝1-ω(t)，

C₀和C₁各自分布的均值μ₀和μ₁分别为：

C₀和C₁各自分布的方差σ₀²和σ₁²分别为：

基于最小分类误差思想，给出最小误差目标函数J(t):

最佳阈值t^*通过下式即可获得：

所述基于灰度共生矩阵的灰度空间相关特性检测方法中灰度共生矩阵P为：

其中，f(x,y)为待分割的纸浆图像，S为目标区域R中具有特定空间关系的像素对的集合；

上式等号右边的分子是具有特定空间关系、灰度值分别为g₁和g₂的像素对的个数，分母为像素对的总和个数，#代表数量；

根据公式得到纸浆图像的逆差矩，根据逆差矩评价纸浆搅拌的效果；

根据公式得到纸浆图像的能量值，根据能量值评价纸浆搅拌的效果,其中i为g1，j为g2。

2.一种适用于权利要求1所述的纸浆搅拌效果检测与评价方法的图像处理装置，其特征在于，包括处理器和计算机可读存储介质，处理器用于实现各指令；计算机可读存储介质用于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行以下处理：

采用图像边缘检测方法检测待测纸浆图像中的纸浆纤维目标；

采用纸浆匀度检测方法处理纸浆纤维目标的边缘，评价纸浆搅拌效果。

3.一种适用于权利要求1所述的纸浆搅拌效果检测与评价方法的基于机器视觉的纸浆搅拌效果检测与评价系统，其特征在于：包括工业相机、光源、图像采集装置及图像处理装置；所述工业相机和光源位于纸浆搅拌机的前方，工业相机的取景范围包括待测纸浆；所述的工业相机与图像采集装置连接，图像采集装置与图像处理装置连接；

所述图像采集装置包括第一处理器和第一计算机可读存储介质，第一处理器用于实现各指令；第一计算机可读存储介质用于存储多条指令，所述指令适于由第一处理器加载并执行获取待测纸浆图像的处理，所述纸浆处于被搅拌状态；

所述图像处理装置包括第二处理器和第二计算机可读存储介质，第二处理器用于实现各指令；第二计算机可读存储介质用于存储多条指令，所述指令适于由第二处理器加载并执行以下处理：

采用图像边缘检测方法检测待测纸浆图像中的纸浆纤维目标；

采用纸浆匀度检测方法处理纸浆纤维目标的边缘，评价纸浆搅拌效果。