發(fā)布時(shí)間：2021-04-12 20:37

　　針對(duì)傳統(tǒng)光纖端面尺寸檢測(cè)幾何尺寸誤差大、效率低的弊端,采用一種基于Halcon的光纖端面尺寸檢測(cè)方法,利用數(shù)字圖像處理算法,采用中值濾波的方法對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理,消除圖像噪聲,并對(duì)圖像進(jìn)行二值化及形態(tài)學(xué)處理,選用Canny算子作為邊緣檢測(cè)算子確定像素級(jí)邊緣,該方法邊緣檢測(cè)性能較好,且具有較強(qiáng)的抗噪聲能力;再從選取的邊緣中選出類圓度高的部分邊緣進(jìn)行共圓輪廓合并、擬合,通過擬合的橢圓和圓得到光纖半徑、不圓度、同心度等幾何參數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,纖芯和包層半徑可以精確到萬分之一,不圓度和同心度可以精確到小數(shù)點(diǎn)后8位,測(cè)量精度較高且不受操作水平影響。 

【文章來源】：軟件導(dǎo)刊. 2020,19(03)

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

光纖外形

邊緣檢測(cè)時(shí)閾值需要人工選取，存在一定誤差。1參數(shù)定義與檢測(cè)方法光纖幾何參數(shù)包括纖芯直徑、包層直徑、纖芯不圓度、包層不圓度、纖芯-包層同心度，各參數(shù)定義如表1［6］所示。表1光纖幾何參數(shù)定義幾何參數(shù)纖芯直徑包層直徑纖芯/包層不圓度纖芯-包層同心度誤差定義纖芯中心圓直徑；或包含整個(gè)纖芯區(qū)域的最小圓直徑包層中心圓直徑；或包含整個(gè)包層區(qū)域的最小圓直徑擬合橢圓：2×(長軸-短軸）÷(長軸+短軸)×100%兩個(gè)擬合圓的圓心距離圖1光纖外形圖2光纖端面本文基于Halcon的方法對(duì)光纖端面尺寸進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)光纖特點(diǎn)，采用中值濾波的方法對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理，消除圖像噪聲，并對(duì)圖像進(jìn)行了二值化以及形態(tài)學(xué)處理，在經(jīng)過多次試驗(yàn)后，選用Canny算子作為邊緣檢測(cè)算子確定像素級(jí)邊緣，該方法邊緣檢測(cè)性能良好，同時(shí)抗噪聲能力強(qiáng)，但由于部分光纖存在缺陷，提取出來的部分邊緣會(huì)干擾后續(xù)橢圓和圓的擬合，需要從選取到的邊緣中選出類圓度高的部分邊緣進(jìn)行共圓輪廓合與擬合，通過擬合出來的橢圓和圓即可得到光纖半徑、不圓度、同心度等幾何參數(shù)，從而得到測(cè)量結(jié)果。2算法設(shè)計(jì)（1）預(yù)處理模塊包括濾波、二值化、形態(tài)學(xué)處理和邊緣檢測(cè)4個(gè)部分。采用中值濾波方法時(shí)，在濾除噪聲的同時(shí)還可保護(hù)信號(hào)邊緣不被模糊，形態(tài)學(xué)處理采用的是開運(yùn)算，先腐蝕再膨脹，消除較為細(xì)小的區(qū)域，在纖細(xì)點(diǎn)進(jìn)行分離，平滑一些面積較大的物體，對(duì)面積改變較校邊緣檢測(cè)采用Canny算子，可幫助操作者找到一個(gè)最優(yōu)邊緣檢測(cè)算法。（2）通過邊緣檢測(cè)提取輪廓，從中選取需用于曲線擬合的輪廓，經(jīng)過共圓輪廓合并后，分別擬合得到圓和橢圓。（3）通過擬合出的內(nèi)

?ㄒ迦綾?1［6］所示。表1光纖幾何參數(shù)定義幾何參數(shù)纖芯直徑包層直徑纖芯/包層不圓度纖芯-包層同心度誤差定義纖芯中心圓直徑；或包含整個(gè)纖芯區(qū)域的最小圓直徑包層中心圓直徑；或包含整個(gè)包層區(qū)域的最小圓直徑擬合橢圓：2×(長軸-短軸）÷(長軸+短軸)×100%兩個(gè)擬合圓的圓心距離圖1光纖外形圖2光纖端面本文基于Halcon的方法對(duì)光纖端面尺寸進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)光纖特點(diǎn)，采用中值濾波的方法對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理，消除圖像噪聲，并對(duì)圖像進(jìn)行了二值化以及形態(tài)學(xué)處理，在經(jīng)過多次試驗(yàn)后，選用Canny算子作為邊緣檢測(cè)算子確定像素級(jí)邊緣，該方法邊緣檢測(cè)性能良好，同時(shí)抗噪聲能力強(qiáng)，但由于部分光纖存在缺陷，提取出來的部分邊緣會(huì)干擾后續(xù)橢圓和圓的擬合，需要從選取到的邊緣中選出類圓度高的部分邊緣進(jìn)行共圓輪廓合與擬合，通過擬合出來的橢圓和圓即可得到光纖半徑、不圓度、同心度等幾何參數(shù)，從而得到測(cè)量結(jié)果。2算法設(shè)計(jì)（1）預(yù)處理模塊包括濾波、二值化、形態(tài)學(xué)處理和邊緣檢測(cè)4個(gè)部分。采用中值濾波方法時(shí)，在濾除噪聲的同時(shí)還可保護(hù)信號(hào)邊緣不被模糊，形態(tài)學(xué)處理采用的是開運(yùn)算，先腐蝕再膨脹，消除較為細(xì)小的區(qū)域，在纖細(xì)點(diǎn)進(jìn)行分離，平滑一些面積較大的物體，對(duì)面積改變較校邊緣檢測(cè)采用Canny算子，可幫助操作者找到一個(gè)最優(yōu)邊緣檢測(cè)算法。（2）通過邊緣檢測(cè)提取輪廓，從中選取需用于曲線擬合的輪廓，經(jīng)過共圓輪廓合并后，分別擬合得到圓和橢圓。（3）通過擬合出的內(nèi)圓可得到纖芯半徑，通過外圓可得到包層半徑，兩個(gè)圓的圓心距是同心度，通過對(duì)橢圓長軸與短軸的計(jì)算可以得到纖芯與包層不圓度，并將橢圓擬合圖像及纖芯、包層半徑?

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3133944