基于数字图像处理的轴类零件尺寸处理技术毕业设计（论文）.doc

青岛科技大学本科毕业设计(论文) 1 1 绪论 数字图像处理的现状和发展 数字图像处理概论图像处理是用计算机对图像进行分析,以达到所需结果的技术。图像处理一般指数字图像处理。数字图像是指用数字摄像机、扫描仪等设备经过采样和数字化得到的一个大的二维数组,该数组的元素称为像素,其值为一整数, 称为灰度值。图像处理(image processing) 使用计算机对图像进行一系列加工,以达到所需的结果。常见的处理有图像数字化、图像编码、图像增强、图像复原、图像分割和图像分析等。虽然某些处理也可以用光学方法或模拟技术实现,但它们远不及数字图像处理那样灵活和方便,因而数字图像处理成为图像处理的主要方面。图像处理的各个内容是相互联系的。一个实用的图像处理系统往往结合应用几种图像处理技术才能得到所需要的结果。图像数字化是将一个图像变换为适合计算机处理的形式的第一步。图像编码技术可用以传输和存储图像。图像挣钱和复原可以是图像处理的最后目的,也可以是为下一步的处理做准备,通过图像分割得出的图像特征可以作为做后结果,也可以作为下一步图像分析的基础。测量充满着人类生活、生产和科研等各个领域的方方面面,人类社会的发展又促进了测量技术的发展。随着人类社会的形成和发展,生产、生活和贸易等活动的开展,需要更多的测量工具及简单的测量仪器,如土地丈量、漏量计时以及逐步统一的度量衡器。随着人类文明时代的到来,科学技术和生产活动的大规模开展及一系列重大突破催生并发展了这一科学。同时,测量器具、技术和理论的发展又促进了生产和技术的发展。近代科学和工业化的发展,促使测量学科一方面需要进行专业化分工;同时,测试技术也要求突破经典的测量方法和技术,寻求新的测试原理与手段。如求助于电学、光学、计算机等,从单一学科发展为多学科间的相互借鉴和渗透,形成综合各学科研究成果的新型测量系统。目前,对测量技术的精度,测量效率以及测量自动化程度的要求也越来越高,传统的检测原理和技术已经难以适应这个新的要求。特别是在某些特定场基于数字图像处理的轴类零件尺寸处理技术 2 合,如微小尺寸,曲面轮廓等的在线测试课题,已成为传统测量方法实现的难题。因此,探索新的测量方法,具有十分重要的现实意义。所谓的图像测量[1-3] 就是测量被测对象时, 把图像当作检测和传递的手段或载体加以利用的测量方法,其目的是从图像中提取有用的信号。图像测量的基本原理就是处理被测物体图像的边缘纹理而获得物体的几何参数,因此图像处理技术成为图像测量系统的基础和关键。传统的几何量测量方法,根据测量头与被测件是否接触可分为接触式与非接触式两大类。其中非接触式测量方法以前主要有光学式和气动式两种。图像测量技术作为一种新兴的非接触测量方法有着独特的优越性,它通过把被测对象的图像作为检测和传递信息的手段,从图像中提取有用信息进而获得待测参数。光电摄像器件的产生和普及使图像测量技术成为可能,特别是电荷耦合器件(CCD) 技术的发展,进一步促进了图像测量技术的形成和发展。 CCD 是 20世纪 70年代初发展起来的一种新型半导体器件,由于它具有自扫描、高分辨、高灵敏度、重量轻、体积小、像素位置准确、耗电少、寿命长、可靠性好、信号处理方便、便于与计算机连接等优点,近 30年来发展迅速,成为近代光电成像领域中非常重要的获取图像的技术手段。D 器件图像测量技术的使用范围和测试精度均比现有的机械式、光学式或电磁式的测量技术优越得多,可以满足测量速度快,精度高,非接触式及动态的自动测量的要求, 它使加工、检测和控制融为一体成为可能。 图像测量技术研究状况及发展趋势对图像测量的研究,日本,德国,美国等国家开始的比较早,提出了许多测量原理和方法,而我国在这方面的研究则开展的较晚一些[4-6] 。我国是从 80 年代中期开始图像测量技术研究的,D 进行长度的在线测量,如对钢丝直径的测量,但由于每个像素的间距不可能太小,因此精度并不高。最近二十几年来,图像测量技术在国内外发展很快,已广泛应用到几何量的尺寸测量,精密复杂零件的微尺寸测量和外观检测,航空遥感测量,以及光波干高精度图像测量技术涉图、应力应变场状态分布图等许多方面。图像测量技术的迅速崛起和发展除了由于应用需求领域的不断扩展外,还得益于计算机技术的突飞猛进和数字图像处理技术的日臻完善。反之,D 制造工艺和 IC 技术的不断改进和提高,D 摄像的图像测量系统不仅性能越来越青岛科技大学本科毕业设计(论文) 3 高,而且其成本有所下降,这更进一步刺激着这一技术领域的快速发展。图像测量系统的高分辨率、高灵敏度、光谱响应宽、动态范围大等特性是传统测量仪所无法比拟的。图像测量技术对环境没有特殊要求,非常适合于一些传统测量手段难以实现的场合应用。随着时代对制造技术和测量技术提出要求的