[发明专利]基于图像处理技术的纤维浆料分散均匀程度的评价方法

说明书

本发明提出了一种基于图像处理技术的纤维浆料分散均匀程度的评价方法，利用抄片机进行纤维浆料的疏解，将纤维分布在平整的硬纸板上，放入烘箱中烘干获得成型的纤维抄片；将抄片放在摄像架上，采用工业相机进行抄片图像采集；基于Scharr算子进行边缘检测，得到整幅图片的边缘信息；将图像转化为hsv格式的颜色空间，将灰度图像转化为纯黑白的图像，经掩膜过后黑白转置；选择ROI区域，采用滑动邻域循环遍历图像，计算各像素邻域范围内黑色像素的占比；计算所有像素邻域范围内黑色像素占比的方差，表征纤维浆料分散均匀程度。本发明能够定量快速地比较浆料中纤维的分散均匀程度。

技术领域

本发明涉及滤纸类产品生产技术，具体涉及一种基于图像处理技术的纤维浆料分散均匀程度的评价方法。

背景技术

在滤纸生产过程中，通过疏解装备对不同长度及直径配比的纤维进行疏解分散是其中十分重要的一项工艺环节。玻璃纤维若疏散不充分，未疏散充分的纤维成团形成纸面疙瘩，降低滤纸的品质。疏解作用的优劣即浆料中纤维的分散程度将直接影响其后各工序的效率和最终纸页的质量。对于玻璃纤维滤纸的原料其直径分布较广，不同原料对疏解工艺的要求不同，需要进行大量的实验来评价疏解工艺参数对原料分散程度的影响。传统评价浆料纤维分散程度的方法比较费时，且由于更偏向定性判断会产生较大的误差。因此，需要一种能快速、简易和定量评价纤维浆料分散程度的方法。

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于图像处理技术的纤维浆料分散均匀程度的评价方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于图像处理技术的纤维浆料分散均匀程度的评价方法，包括如下步骤：

步骤1、开展疏解实验获得抄片：利用抄片仪进行纤维浆料的疏解，通过真空抽吸使得纤维分布在平整的硬纸板上，放入烘箱中烘干获得成型的纤维抄片；

步骤2、抄片图像采集：将抄片放在摄像架上，采用工业相机进行抄片图像采集；

步骤3、图像边缘特征提取：基于Scharr算子进行边缘检测，得到整幅图片的边缘特征信息；

步骤4、二值化处理：将图像转化为hsv格式的颜色空间，定义黑色阈值区间，将灰度图像转化为纯黑白的图像，经掩膜过后黑白颜色转置；

步骤5、图像滑动邻域操作：选择ROI区域，采用滑动邻域循环遍历图像，计算各像素邻域范围内黑色像素的占比；

步骤6、计算方差：计算所有像素邻域范围内黑色像素占比的方差，表征纤维浆料分散均匀程度。

进一步的，步骤1中，将纤维分布在平整的硬纸板上，放入150℃的烘箱中烘干1小时后取出，获得成型的纤维抄片。

进一步的，步骤2中，多工况下的抄片需进行集中图像采集以避免光源等环境因素的影响，并保证工业相机的焦距、曝光度设置不变，每次抄片放置的位置不变。

进一步的，步骤3中，Scharr算子内核为：

垂直方向的边缘用G_x算子与图像做卷积得到，水平方向的边缘用G_y算子与图像做卷积得到；

进一步的，步骤3中，边缘检测的步骤如下：

首先进行高斯模糊平滑降噪；进一步地将图像转化为灰度图像；接着基于Scharr算子内核求X和Y方向的梯度；最后相加X和Y方向的梯度绝对值，得到综合梯度的振幅图像。

进一步的，步骤5中，采用2×3的邻域进行操作。

进一步的，步骤6中，计算所有像素邻域范围内黑色像素占比的方差，公式为：