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基于數(shù)字圖像處理技術(shù)的螺紋檢測系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)論文(文件)

2025-07-15 23:04 上一頁面

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【正文】 Sobel 算子是 33 算子模板, 如圖 2 所示的 2 個卷積核 dx、dy 形成 Sobel 算子, 一個核對垂直邊緣響應(yīng)最大, 而另一個核對水平邊緣響應(yīng)最大, 2 個卷積的最大值作為該點的輸出值。(2) Sobel 邊緣檢測算子由2 個卷積核形成, 圖像中的每個點都用這2 個核做卷積, 一個核對垂直邊緣影響最大, 而另一個對水平邊緣影響最大。 如圖 3 所示的兩個卷積核dx、 dy形成了 Prewitt 算子。 圖像函數(shù)的Laplacian 算法可以借助如圖 4 所示的模板卷積核來實現(xiàn)。 ③對梯度幅值進(jìn)行非極大值抑制。圖像邊緣點即為在方向A 上使模M 取得局部極大值的點。因為沒進(jìn)行平滑處理, 不具有抑制噪聲的能力。這兩者對灰度漸變低噪聲的圖像有較好的檢測效果, 但是對于混合多復(fù)雜噪聲的圖像處理效果就不理想了。該算子的基本思想是先對處理的圖像選擇一定的高斯濾波器進(jìn)行平滑濾波, 然后采用一種稱之為非極值抑制的技術(shù), 細(xì)化平滑后的圖像梯度幅值矩陣, 尋找圖像中的可能邊緣, 最后利用雙門限檢測通過雙閾值遞歸尋找圖像邊緣點, 實現(xiàn)邊緣點。邊緣檢測的基本思想是首先利用邊緣增強(qiáng)算子 ,突出圖像中的局部邊緣,然定義像素的 “邊緣強(qiáng)度” ,通過設(shè)置門限的方法提取邊緣點集。幾種算子對標(biāo)準(zhǔn)量塊的邊緣檢測的效果如圖3。)。,)。因為標(biāo)準(zhǔn)的螺紋牙大都是直邊 ,所以在本文中選擇最小二乘的直邊擬合來實現(xiàn)對螺紋牙輪廓的亞像素精定位??梢?,擬合前螺紋牙是很不光滑的 ,擬合后變成直線和三角形 ,更便于計算。 確定閾值的方法很多: 有最小誤差法、 最大方差閾值法、差分直方圖法等等。針對本研究, 經(jīng)過多次試驗發(fā)現(xiàn), 中值濾波后螺紋的直方圖幾乎沒有受到噪聲干擾, 是比較理想的兩峰夾一谷的形狀, 因此可以直觀地在灰度直方圖上查找谷底的取值區(qū)域, 并由此確定閾值的大小。 圖像的閾值分割的matlab表達(dá):I=imread(39。因此測量系統(tǒng)放大倍數(shù)的標(biāo)定精度是保證測量系統(tǒng)高精度的前提。螺紋的幾何尺寸有:牙型角(牙型半角) 即螺紋夾角(側(cè)面角) 、 螺距、 導(dǎo)程、 螺紋高度、 大徑、 小徑、 中徑、 螺紋升角等。與外螺紋牙底相重合的假想圓柱體的直徑 ,稱為小徑。對于多頭(線)螺紋 ,導(dǎo)程等于螺距與線數(shù)(n) 的乘積 :L = nP。 ,牙型角正確時牙型半角仍可能有誤差 ,如:兩半角分別為29176。  實驗結(jié)果及精度分析按照上述方法 ,得到的螺紋的測量結(jié)果如表 1所示 ,可以看出系統(tǒng)重復(fù)測量精度較高 , 誤差較小 ,滿足設(shè)計要求。  誤差分析引起測量誤差的主要因素[4]有 :(1)成像系統(tǒng)幾何畸變誤差 ,包括透鏡誤差和透視誤差等; (2) 成像系統(tǒng)的噪聲 ,包括相機(jī)的光子噪聲、 暗電流噪聲、 光響應(yīng)非均勻性噪聲、 雜波噪聲和溫度的影響等以及其他如手印、 圖像采集的像素抖動等引起的誤差 。前面提到透鏡畸變產(chǎn)生的誤差就成了最主要的影響因素。然后將網(wǎng)格節(jié)點的坐標(biāo)代入式(7) 中 ,用最小二乘法來求解該式中 k、 b0 、 c0 、 Δu、Δv5 個參數(shù) ,即可以得到理想的網(wǎng)格場。利用坐標(biāo)變換來計算修正圖像像素點( u, v)在原圖像上對應(yīng)點的坐標(biāo)( u′ , v′ ) ,由于( u′ , v′ ) 一般為小數(shù) ,因此要用插值方法得到( u′ , v′ ) 處的灰度值 ,將( u′ , v′ ) 處的灰度值賦給修正圖像的像素點( u, v) 。 2μm。由光源和卡具創(chuàng)建圖像采集環(huán)境, 盡量減少外界干擾, 然后通過CCD 采集圖像并由圖像采集卡傳入計算機(jī)中, 在計算機(jī)中對圖像進(jìn)行數(shù)字處理, 得到螺紋的輪廓, 進(jìn)而計算出螺紋的幾何參數(shù), 最后與標(biāo)準(zhǔn)尺寸相比較判斷是否合格。從課題的選擇到項目的最終完成,金老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。25。參考文獻(xiàn)[1] [M].北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,1986.[2] 鐘   [D]. 重慶 :重慶大學(xué) ,2002.[3] (MATLAB 版) [ M]. :電子工業(yè)出版社 ,2005. 285320.[4] 王慶有. CCD 應(yīng)用技術(shù)[M]. 天津 :天津大學(xué)出版社 ,2000.[5] [ M]. 北京:科學(xué)出版社 ,2002. 116125.[6] 陳應(yīng)洲, 王學(xué)校, 張偉. 基于圖像處理的幾何參數(shù)測量系統(tǒng)[J ]. 大連輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報, 2003(4): 6264.[7] 陳向偉, 王龍山, 劉慶民, 等. 基于CCD 的齒輪參數(shù)測量系統(tǒng)的研究[J ]. 工具技術(shù), 2004(5): 4446.致 謝本研究及學(xué)位論文是在我的導(dǎo)師金香教授的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。測量的速度快、精度較高。這種方法可以避免大量的插值計算。δu( u, v) = a0 + a1 u + a2 v + a3 u2+ a4 uv +a5 v2+ a6 u3+ a7 u2v + a8 uv2+ a9 v3δv( u, v) = b0 + b1 u + b2 v + b3 u2+ b4 uv +b5 v2+ b6 u3+ b7 u2v + b8 uv2+ b9 v3(8)最后利用得到的攝像機(jī)畸變誤差模型 ,可以建立起原圖像和修正圖像的映射關(guān)系 ,從而得到誤差修正后的圖像。攝像系統(tǒng)標(biāo)定的原理以及算法相當(dāng)復(fù)雜 ,文獻(xiàn)[5]對其進(jìn)行了詳細(xì)的解釋 ,這里不再做具體介紹。這些影響精度的因素都應(yīng)盡量消除或是減小。為了提高測量的精度 ,根據(jù)前面的分析 ,我們采用的擬合的算法 ,使計算的精度達(dá)到了 0. 1個像素。 ,故測量應(yīng)測量半角。 。螺紋高度 h是螺紋牙頂與牙底之間的垂直距離: h = (D d1)/ 2 。普通外螺紋的基本牙型[1]如圖 6所示。例如在螺紋 1 的測量中 ,k = 像素數(shù)/ 物長 = 160/ 7 ,在螺紋 2 的測量中 , k = 104/ 3 , k值的大小決定了測量系統(tǒng)的分辨率 ,因此可以使物體的像素跨度盡可能大一些以增大 k 值 ,提高測量精度。 % im2bw函數(shù)需要將灰度值轉(zhuǎn)換到[0,1]范圍內(nèi)figure,imshow(I1)。)。根據(jù)此閾值對圖像進(jìn)行二值化, 即大于120 的灰度全部賦值為255, 小于120 灰度的全部賦值為0, 就得到了一幅二值圖像, 見圖4。若圖像中只包括背景和物體, 那么直方圖形狀為兩峰夾一谷, 在谷底取閾值最為合適,誤差也最小。這是研究灰度變換最特殊的方法, 稱為圖像的二值化。設(shè)有一獨立等精度的測量列 xi(i =1,2, ?, n) ,其殘差(或偏差)為 rc = ri r o ,
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