基于图像处理的液体杂质检测技术

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液体杂质检测在液体检测中占有重要的地位,目前多为人工检测或采用高效液相色谱技术来完成。采用人工检测的方法,步骤繁琐,费时费力,而且环境条件的差异,如光线,色彩等,或者操作人员长时间工作而导致的视力疲劳,这些都会对检测结果产生一定的不良影响。而基于高效液相色谱技术的仪器大都是国外制造的产品,造价昂贵,国内专门的维修机构不多,也不易维护。选题以此为背景,首先对液体图像进行采集,然后运用计算机图像处理的相关技术对图像进行分析,得出液体杂质浓度的结果,达到快速有效地检测杂质的目的。人工液体检测首先需要对液体进行采样,从液体大容器的下部、中部和上部分别提取部分液体作为检测物质,这样分别兼顾了液体中可能存在的沉淀、悬浮物和浮尘,然后将检测物质放入试管等器皿进行检测。在此借鉴这些经验,文中使用的采样策略与人工检测时相同。因为要对检测液体的图像进行采集,所以,需要设计专门的检测容器。该容器必须能满足图像采集的要求,而且要满足尽量减少对图像造成歪曲、变质的要求。本文根据实际需求,给出了检测容器的具体设计和各项指标,对容器的材质、形状、光源的设置、图像采集器的标准等给出了详细表述,尤其考虑了光照和采集位置的设计。在采集的过程中,设备和环境对图像造成的影响是不可避免的,所以,对图像进行的第一步处理为图像预处理。这些处理包括噪声去除、消除光照影响以及阴影的去除等,力求尽量消除全部干扰,为下一步杂质分析打下基础。本文首先给出常见的彩色颜色空间,根据实际情况,选择RGB和HSI两种颜色空间相结合,在总结前人理论的基础上,给出每种处理使用的算法或方法,并给出相应的实验比较。杂质分析是本课题最重要的一步。本文从彩色图像的边缘检测得到启发,总结现有的计算颜色距离的方法,分析了颜色空间的奇异性之后,得出适合本课题的颜色距离计算公式。将每个象素与背景颜色做距离,超过一定的范围,该点即被划分为杂质,最后得出液体杂质的浓度。完成了分析软件的设计,并对主要的类和功能的实现给出了说明,最后给出实验结果。全文给出了解决液体杂质检测的计算机视觉处理的技术途径和实现方案,为进一步完善和优化打下基础。
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