[发明专利]一种自动纸浆纤维检测中分离交叉纤维的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种自动纸浆纤维检测中分离交叉纤维的方法。

背景技术

在对纸浆纤维进行检测和识别时，纤维样品中经常存在纤维交叉重叠的现象，为了对交叉纤维进行更好的识别，首先必须对其进行分离。而分离交叉纤维的关键在用于交叉点的检测。传统的检测算法之一是通过判断图像非零像素8邻域内值的变化次数来判断该像素点是否为交叉点，但通过对已有算法的实验、研究和分析，发现该方法并不能获得完整的交叉点的集合，而且会出现直观认识中的一个点对应目标集合中多个相邻点的情况，而且纤维交叉重叠的随机性比较大，重叠情况复杂，已有算法并不能涵盖大部分情况，准确性不够，需要改进。另外一种传统的检测方法是首先按照8邻域中拥有一个相邻点即为顶点的原则找到纤维中的第一个顶点a，再找到纤维中的一个交叉点o，接下来通过判断其他顶点和交叉点o的斜率与a和o的斜率的比较确定它们的配对关系，已达到分离的目的。但是实验证明，通过判断顶点和交叉点的斜率决定配对关系的方法也具有不稳定性，因为纤维存在各种形态的弯曲程度，一旦弯曲程度过大就会导致判断失误，如图3所示，直观判断X1X2应该是一根纤维，而经过判断后却是X1Y2是一根纤维，因此该方法具有严重的局限性。同时纸浆纤维都具有一定的宽度，一旦纤维交叉在一起，其细化骨架的交叉点及其邻域情况比较复杂，直接利用8邻域的个数判断是不是交叉点会漏掉许多交叉纤维，而认为是一根纤维，如图4所示，虚线圆所圈区域为交叉段，但往往会被漏掉，而实线圆所圈区域不是交叉点或段，却会被判断为交叉点。所以现有的方法在准确判断交叉点或交叉段位置及并成功分离纤维都存在很大的误差。

发明内容

本发明的目的就是为了解决目前不能准确的分离交叉目标物体，影响对单一目标物体的测量等操作，误差较大等问题，提供了一种在噪声干扰情况下，准确分离交叉纤维的自动纸浆纤维检测中分离交叉纤维的方法。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种自动纸浆纤维检测中分离交叉纤维的方法，它通过分析交叉点或交叉段的几何特征，对交叉点或交叉段进行查找并标记，然后利用纤维边缘及骨架在交叉点或交叉段附近的连续性和可微性，通过计算平均斜率，从而实现纤维的准确分离，它的具体步骤为，

(1)采集纤维图像，利用自动图像采集设备采集纸浆纤维的图像到计算机上，图像标准是256位bmp格式；每采集一副图像就对其进行预处理并将测量得到的数据存入数据库；

(2)图像预处理，用阈值的方法对当前图像lpInput进行二值化，使背景变为白色，纤维和噪声成为黑色；再二值化后的图像lpInput进行闭运算；然后进行骨骼化，使目标物成为单一像素宽度；然后去除非纤维目标；

(3)判断纤维种类，当图像存在N个连通域时，其中N??1，分别对每个连通域lpone进行判断是否是交叉纤维，若是则执行第(4)步，若不是则进行第(5)步；若交叉点或交叉段太多（交叉点大于2个，交叉段大于6个）则进行第(6)步。

(4)此连通域lpone是交叉纤维，则将交叉部分及其每个点的邻域是目标点的像素值改为中间值，剩下的是黑像素的点就被分离为四个子连通域lp1,lp2,lp3,lp4；对这四个子连通域内的点分别与交叉部分中的一个确定的点计算平均斜率，斜率最相近的就是属于同一根纤维；将配对好的纤维存放在两个图像空间lpout1和lpout2中，被设成中间值的交叉部分同属于两根纤维，将其同时分配给lpout1和lpout2，并且将中间值改为黑像素；对lpout1中的纤维去除小分枝然后测量小分枝即黑像素点的个数是五个以内的纤维；再对lpout2中的纤维也去除小分枝后完成测量；

(5)此连通域lpone是单根纤维，直接进行去除小分枝，进行测量；

(6)此连通域lpone的交叉点多于所设定的阈值时，则说明是噪声，直接舍弃，不再对其进行任何操作。