基于均匀照明与偏振成像的视觉检测技术研究-检测技术与自动化装置专业论文.docx

万方数据 万方数据 独创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方 外，论文中不包含其它人已经发表和撰写的研究成果，也不包含为获得华 东交通大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作 的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢 意。 本人签名___ 日期 关于论文使用授权的说明 本人完全了解华东交通大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学 校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅。学校可以公布论 文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。 保密的论文在解密后遵守此规定，本论文无保密内容。 本人签名___ 导师签名_ _日期_ _ 摘要 摘要 基于均匀照明与偏振成像的视觉检测技术 研究 摘要 计算机视觉测量目前已广泛应用于现代工业制造业等需要精密测量的领域。为提高 检测图像的对比度和清晰度，简化后续图像理解任务与图像算法难度，本论文研究了一 种漫反射间接照明方式，提出了用于均匀照明的自由形态漫反射表面的设计方法；研究 了偏振信息与颜色信息的融合增强图像对比度技术，尝试了对原始彩色图像直接融合偏 振特征的策略。具体研究内容如下： 根据计算机彩色视觉系统在图像采集阶段对照明光源的要求：近距离的高辐照均匀 度和多波段的优良混光均匀性，提出了由多波段三环 LED 阵列与高漫反射率自由形态 表面构成的间接照明方式。基于 LED 光源与理想漫反射表面的朗伯特性，构建照明系 统的数学模型；根据检测平面预期的光强分布，建立一组微分方程，利用数值方法求解 得到漫反射自由曲面的面形轮廓；通过光学软件对设计的漫反射照明系统实体模型进行 非序列光线追迹仿真，模拟结果显示目标检测区域辐照分布均匀且具有一定的容差，验 证了设计方案的正确性、有效性和可靠性。 光的偏振对材料属性的分辨极为明显，是普通视觉测量的有益补充，研究了基于偏 振与颜色信息的图像融合技术。以电路板为实验对象，搭建了用于偏振成像的视觉检测 平台，尝试了利用偏振度、偏振相位等偏振信息在RGB和HIS颜色空间中直接对原始图 像进行基于小波变换的融合调制，以建立的图像质量评价标准为依据，验证了基于偏振 信息的真彩色融合图像可有效提高检测目标的对比度，并符合人眼的视觉感知习惯。 关键词：图像对比度，漫反射自由形态曲面，均匀照明，偏振，真彩色融合 I Ab Abstract 万方数据 万方数据 STUDY OF VISION INSPECTION TECHNOLOGY BASED ON UNIFORM ILLUMINATION AND POLARIZATION IMAGING ABSTRACT Computer vision measurement is widely applied in various fields that require p recision measurement such as modern industry manufacturing. In order to improve the contrast and the definition of detection images, simplify the task of image understanding and the difficulty of vision algorithms, an indirect illumination pattern with diffuse reflection surface was researched in this paper, a design of diffuse reflection freeform surface for uniform illumination was proposed; Image fusion technology with polarization information and color information to enhance the contrast of detection target was studied. The strategy of fusing original image with polarization feature in color model directly was proposed. For the illumination requirement in image acquisition process: well multiple-wavelength color mixing characteristic and ill