[发明专利]一种基于变径圆的计算机视觉烟丝宽度检测方法

权利要求书

1.一种基于变径圆的计算机视觉烟丝宽度检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

A）将烟丝放置于预制的玻璃片载物台上并展平，用另一片玻璃片以一定压力压平待测烟丝；

B）在固定位置使用摄像装置采集原始烟丝图像，便于后期校准烟丝宽度；

C）采集后的原始烟丝图像经二值化、开运算等预处理去除面积小于20像素的碎烟丝图像，并将多个目标区域分离开以便逐根处理烟丝；

D）检测单根烟丝有效轮廓；

E）检测单根烟丝骨架中心线, 其方法包括：Zhang-Suen迭代细化算法，利用以检测像素为中心的3*3像素窗口，对烟丝图像不断腐蚀，细化，直至单像素为止；

F）从中心线一端以一定步长做变径圆，并自适应调整圆心位置，直至最大半径圆与轮廓线相切；寻找最大半径圆的方法包括：从烟丝细化中心线一端以一定步长作为圆心点，不断增大圆半径，直至圆周部分点落在烟丝轮廓以外；遍历圆周坐标点，判断烟丝轮廓外的圆周部分，取其中心坐标，取中心坐标相对圆心坐标反方向作为圆心调整方向，并设定一定步长；在新圆心坐标处做圆并检测圆周，判断新圆周是否落在烟丝轮廓外，若有圆周点落在轮廓外，表明调整后的圆刚好与轮廓相切或略微相交，则以此圆直径作为局部烟丝宽度，继续遍历下一点，直至遍历完所有点为止；

G）对采集到的烟丝宽度进行数据分析包括筛除无效数据，求取平均宽度等。

2.根据权利要求1所述的基于变径圆的计算机视觉烟丝宽度检测方法，其特征在于：步骤A）中，烟丝应尽可能展开压平，并避免破损、孔洞等人为破坏，影响形态学处理和测量结果准确性。

3.根据权利要求1所述的基于变径圆的计算机视觉烟丝宽度检测方法，其特征在于：步骤B）中，为减少图像畸变，摄像装置布置于待测烟丝正上方、正中央，在步骤F）检测烟丝宽度之前，采用张正友法标定相机；采集图像前调整场景布光，减少烟丝阴影带来的影响。

4.根据权利要求1所述的基于变径圆的计算机视觉烟丝宽度检测方法，其特征在于：步骤C）中，获得逐根烟丝的方法包括：C1）对于二值化后的烟丝图像通过开运算删除面积小于20像素的碎丝图像，并进行二次开运算删除面积小于100像素的碎丝区域；C2）移除小目标区域后，采用8连通标记连通区域，设定每次待测烟丝以外的区域即非目标区域像素点为0，二值化图像中表示该区域为黑色，目标区域为1，二值化图像中表示该区域为白色。

5.根据权利要求1所述的基于变径圆的计算机视觉烟丝宽度检测方法，其特征在于：步骤D）中，获得烟丝有效轮廓的方法包括：指定性8连通追踪烟丝轮廓边界，获得边界点坐标，保存为矩阵形式。

6.根据权利要求1所述的基于变径圆的计算机视觉烟丝宽度检测方法，其特征在于：步骤G）中，通过与标准烟丝测量宽度对比，校准测量精确性；通过与历史测量结果对比，应用统计学方法筛除无效数据，减小测量误差，并统计烟丝平均宽度和特征宽度。