棉花中白色异性纤维的线扫描激光成像检测方法

作     者：王冬 尹伯彪 刘翔 何相呈 苏真伟 Wang Dong;Yin Bobiao;Liu Xiang;He Xiangcheng;Su Zhenwei

作者机构：四川大学制造科学与工程学院成都610065 

出 版 物：《农业工程学报》 (Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering)

年 卷 期：2015年第31卷第9期

页      面：310-314页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 0821[工学-纺织科学与工程] 082804[工学-农业电气化与自动化] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 0802[工学-机械工程] 082102[工学-纺织材料与纺织品设计] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(31371536) 

主　　题：无损检测 纤维 棉花 激光 波长 光 功率 曝光时间 

摘      要：在可见光和紫外光照明条件下,皮棉中白色异性纤维和棉花背景的颜色相近,很难用现有的机器视觉系统或人工方法检测出来。该文以12种典型白色异性纤维为样本,采用线扫描相机,分别在红色激光(波长658 nm)、蓝色激光(波长405 nm)和红外激光(波长850 nm)3种照明条件下,改变激光功率和曝光时间,获取了300幅白色异性纤维与棉花的图像。在此基础上,根据同一图像中目标和背景的平均灰度值计算了图像的对比度,然后作出了不同激光波长、功率、曝光时间和图像对比度之间的关系曲线,最后,在该试验装置的条件下,该文确定了线激光成像的最佳检测波长为658 nm、光功率为55 m W和曝光时间为36μs,发现采用优化的线激光参数成像,图像中12种白色异性纤维灰度值已经接近饱和而棉花还处于欠饱和状态,目标和背景的对比度达到最大,利用两者平均灰度值的明显差异可以检测出棉花中的白色异性纤维。试验结果表明,采用优化的线激光成像参数获取730幅棉花图像,利用简单的Prewitt算子边缘检测法和固定阈值的二值化方法对图像进行分割,12种典型白色异性纤维样本的正确识别率分别可达93.7%和92.9%。