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基于快速傅里叶变换和改进分水岭算法的纸病实时检测复合算法 被引量：1
1
作者 汤伟 张龙 +1 位作者 王锦韫 方嘉楠 《中国造纸》 CAS 北大核心 2023年第7期153-160,共8页
本课题提出了一种适合高速宽幅造纸机纸病在线实时检测的复合算法,该算法的基本思想是:首先通过快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)将时域图像转换到频域,以便使用频域图像与高斯(Gaussian)高通滤波器做乘积运算进行滤波;再通... 本课题提出了一种适合高速宽幅造纸机纸病在线实时检测的复合算法,该算法的基本思想是:首先通过快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)将时域图像转换到频域,以便使用频域图像与高斯(Gaussian)高通滤波器做乘积运算进行滤波;再通过快速傅里叶逆变换(inverse fast Fourier transform,IFFT)将频域中的图像转换到时域,以便下一步使用运算速度较快的分水岭算法对滤波后的图像进行快速缺陷分割,实现纸病在线实时检测。利用采集到的2000余张纸病图片进行纸病检测实验,结果表明,本课题提出的复合算法具有快速、高效、适用性强、分割效果好等优点,可满足纸病在线检测对图像处理算法实时性和准确性两方面的要求。 展开更多
关键词 纸病检测 傅里叶变换 Gaussian滤波 分水岭算法
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基于改进Faster R-CNN的纸病检测算法
2
作者 汤伟 王锦韫 张龙 《包装工程》 CAS 北大核心 2023年第21期260-266,共7页
目的达到纸病检测中能够充分提取纸病特征、提高检测精度、降低小目标漏检率的目标。方法基于Faster R-CNN的检测算法进行改进,主要改进的做法是利用深度残差网络ResNet-50替换原模型的骨干特征提取网络VGG16,以保留更多的纸病特征信息... 目的达到纸病检测中能够充分提取纸病特征、提高检测精度、降低小目标漏检率的目标。方法基于Faster R-CNN的检测算法进行改进,主要改进的做法是利用深度残差网络ResNet-50替换原模型的骨干特征提取网络VGG16,以保留更多的纸病特征信息,增强特征网络对纸张缺陷的提取能力;在算法中添加空间和通道的双重注意力机制CBAM,用来提高纸病检测精度;将ROI-Pooling替换为ROI-Align,增强网络的泛化能力。结果实验结果表明,改进后的算法平均精度达到98%,较原算法平均精度提升了9%。结论改进后的算法能够充分提取纸病特征信息,有效提高了纸病的检测精度,以及提高了小目标纸病的检测率,降低了错漏检率。 展开更多
关键词 纸病检测 Faster R-CNN ResNet-50 卷积块双重注意力机制 ROI-Align
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基于工业相机+FPGA+计算机模式的纸病二次辨识方法
3
作者 焦旭东 《造纸科学与技术》 2023年第1期34-37,64,共5页
为切实有效解决既有纸病检测系统数据处理不到位等一系列问题,基于工业相机+FPGA+计算机模式提出了纸病二次辨识方法,具体即FPGA通过纸张图像预处理、纸病粗略判断、提取疑似纸病区域、传输疑似纸病区域于计算机等程序,负责完成纸病一... 为切实有效解决既有纸病检测系统数据处理不到位等一系列问题,基于工业相机+FPGA+计算机模式提出了纸病二次辨识方法,具体即FPGA通过纸张图像预处理、纸病粗略判断、提取疑似纸病区域、传输疑似纸病区域于计算机等程序,负责完成纸病一次辨识;再由计算机通过多特征量提取、以自适应神经模糊推理系统精确辨识纸病等流程,负责完成纸病二次精确辨识。结果表明,此方法不仅纸病辨别准确率高且具备一定鲁棒性;基于FPGA系统并行算法不仅可迅速实现图像一次辨识,还可显著提升后续计算机的图像二次辨识速度,从而将进一步提高纸病标识与产品复卷剔除的精确度。 展开更多
关键词 工业相机 FPGA 计算机 纸病 二次辨识
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基于计算机图像处理技术的高速纸机纸病在线检测研究
4
作者 黄煜坤 《造纸科学与技术》 2023年第3期44-47,共4页
现代造纸工业向着生产自动化、设备大型化的方向飞速发展,人工的纸张缺陷检测方式已无法满足现实需求,研究基于计算机图像处理技术的纸病在线检测技术,对于提升纸病在线诊断效率和水平显得尤为重要。对此,简述了纸病在线检测系统的基本... 现代造纸工业向着生产自动化、设备大型化的方向飞速发展,人工的纸张缺陷检测方式已无法满足现实需求,研究基于计算机图像处理技术的纸病在线检测技术,对于提升纸病在线诊断效率和水平显得尤为重要。对此,简述了纸病在线检测系统的基本原理,搭建了实验平台,重点设计了纸病图像在线检测算法,采用中值滤波进行纸张图像预处理,基于差影算法和人工蜂群算法优化的二维阈值分割算法进行纸病图像检测,训练好分类器后对测试样本进行分类识别,结果表明,多种纸病的平均检测正确率在95%以上,可较好满足现实需求。 展开更多
关键词 计算机图像处理技术 高速纸机 纸病 图像检测 分类器
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基于RBFNN模糊融合的纸病在线辨识 被引量：11
5
作者 周强 杨雁南 +1 位作者 刘勇 汤伟 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期1002-1008,共7页
针对当前的各种纸病辨识方法只能对于一种或有限几种纸病有效辨识,且不能准确辨识难点纸病的问题,在全面分析纸病特征、研究和归纳各类纸病辨识方法的基础上,本文提出使用模糊融合器对纸病图像的多种特征值进行特征层融合,把多个纸病辨... 针对当前的各种纸病辨识方法只能对于一种或有限几种纸病有效辨识,且不能准确辨识难点纸病的问题,在全面分析纸病特征、研究和归纳各类纸病辨识方法的基础上,本文提出使用模糊融合器对纸病图像的多种特征值进行特征层融合,把多个纸病辨识方法结合在一起,以达到纸病高效、全面辨识的目的.由于径向基神经网络结构与模糊推理结构的等价性,使得径向基神经网络实现的多种纸病特征的信息融合系统具有结构简单和快速性的特点.实验表明:本文方法可以准确识别包括难点纸病在内的各种主要纸病. 展开更多
关键词 纸病在线辨识 径向基神经网络 模糊融合 纸病特征提取 难点纸病
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基于CNN算法在纸病图像增强中的应用
6
作者 彭丽娟 王军红 王金炜 《造纸科学与技术》 2023年第2期75-77,共3页
为识别低照度条件下纸病图像的纸病区域和背景区域,纸病的存在严重影响到纸张的质量和纸质产品生产的效率,因此提出一种CNN算法优化的纸病图像增强方法。首先对造纸厂生产线上工业相机采集的纸张图像进行预处理,然后利用CNN算法提取视... 为识别低照度条件下纸病图像的纸病区域和背景区域,纸病的存在严重影响到纸张的质量和纸质产品生产的效率,因此提出一种CNN算法优化的纸病图像增强方法。首先对造纸厂生产线上工业相机采集的纸张图像进行预处理,然后利用CNN算法提取视觉图像的特征,重点设计了基于CNN的缺陷检测分类方案、CNN网络计算过程和CNN网络训练。经验证,算法的对比度增强效果为所有对比算法中最优,完全满足纸病图像增强的质量要求。 展开更多
关键词 CNN算法 纸病图像 图像处理 样本训练
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边缘跟踪算法在多纸病图像分割中的应用 被引量：8
7
作者 李茜 文豪 +1 位作者 曲蕴慧 汤伟 《中国造纸》 CAS 北大核心 2017年第8期41-45,共5页
为了解决纸病检测中多纸病图像分割问题,提出了一种改进的边缘跟踪算法。该算法首先搜索得出纸病边缘的链码,并通过记录坐标取得图像的外接矩形,然后提取每个矩形中的纸病图像。结果表明,该算法能够有效提取纸病图像的边缘,并对多纸病... 为了解决纸病检测中多纸病图像分割问题,提出了一种改进的边缘跟踪算法。该算法首先搜索得出纸病边缘的链码,并通过记录坐标取得图像的外接矩形,然后提取每个矩形中的纸病图像。结果表明,该算法能够有效提取纸病图像的边缘,并对多纸病图像能够完成精确的分割。 展开更多
关键词 多纸病图像 边缘跟踪 纸病检测
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基于两次二维Daubechies小波变换的纸病在线辨识方法研究 被引量：9
8
作者 周强 张慧 杨雁南 《中国造纸学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期47-53,共7页
针对造纸生产线上纸病在线检测系统光源不均匀性和纸病难以识别的问题,通过建立纸病图像背景模型实现动态补偿光源的不均匀成分,并根据不同纸病图像的灰度分布规律,两次使用二维小波变换增强其灰度轮廓信息和提取灰度特征,以实现纸病的... 针对造纸生产线上纸病在线检测系统光源不均匀性和纸病难以识别的问题,通过建立纸病图像背景模型实现动态补偿光源的不均匀成分,并根据不同纸病图像的灰度分布规律,两次使用二维小波变换增强其灰度轮廓信息和提取灰度特征,以实现纸病的在线辨识。实验结果表明,该方法可以显著提高纸病辨识精度。 展开更多
关键词 纸病在线辨识 图像背景灰度的动态补偿 褶皱纸病 二维Daubechies小波变换
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基于CNN的深层次特征提取纸病辨识方法研究 被引量：15
9
作者 高乐乐 周强 王伟刚 《中国造纸学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期52-58,共7页
针对当前纸病检测方法中纸病特征量难分离以及难点纸病特征量难构建的瓶颈问题,提出基于卷积神经网络(CNN)的纸病辨识方法。该方法根据纸病图像的特点设计了纸病检测的CNN结构,在此基础上利用CNN自动提取纸病图像的深层次特征,结合Soft... 针对当前纸病检测方法中纸病特征量难分离以及难点纸病特征量难构建的瓶颈问题,提出基于卷积神经网络(CNN)的纸病辨识方法。该方法根据纸病图像的特点设计了纸病检测的CNN结构,在此基础上利用CNN自动提取纸病图像的深层次特征,结合Softmax实现对纸病的辨识。实验结果表明,基于CNN的深层次特征提取纸病辨识方法优于现有的纸病检测方法,能够对包括难点纸病在内的各种纸病进行精确辨识。 展开更多
关键词 纸病检测 难点纸病 卷积神经网络 深层次特征 分类器
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基于机器视觉的纸病检测系统发展综述 被引量：32
10
作者 周强 陈颖 +1 位作者 沈天宇 齐璐 《中国造纸》 CAS 北大核心 2016年第5期72-79,共8页
在详细介绍以机器视觉技术为核心的纸病检测流程的基础上,研究、梳理和归纳了纸病检测系统在硬件模式、软件系统和检测算法上的发展历程,分析了当前纸病检测中存在的难点问题,并讨论了该技术的发展前景。
关键词 纸病检测 机器视觉 硬件模式 软件系统 检测算法
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基于Gabor滤波器的低对比度纸病检测算法 被引量：8
11
作者 曲蕴慧 汤伟 +1 位作者 文豪 雷涛 《中国造纸学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期42-46,共5页
针对现有的纸病检测算法对裂痕、褶皱等低对比度纸病检出率低、抗干扰能力差的问题,提出一种基于Gabor滤波器的纸病检测算法。首先使用Gabor滤波器以及Gaussian滤波器去除纸张纹理干扰,增强纸病区域对比度;然后使用Laplasian算法进行边... 针对现有的纸病检测算法对裂痕、褶皱等低对比度纸病检出率低、抗干扰能力差的问题,提出一种基于Gabor滤波器的纸病检测算法。首先使用Gabor滤波器以及Gaussian滤波器去除纸张纹理干扰,增强纸病区域对比度;然后使用Laplasian算法进行边缘检测,最后使用形态学闭运算得到完整的纸病边缘图像。实验结果表明,该算法对低对比度纸病检测正确率高,并具有良好的抗干扰性能。 展开更多
关键词 GABOR滤波器 低对比度 边缘检测 形态学 纸病检测
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基于几何及灰度特征的纸病检测算法研究 被引量：17
12
作者 杨波 周强 张刚强 《中国造纸》 CAS 北大核心 2011年第9期50-53,共4页
针对当前纸病在线检测系统实时性强和信息量大的特点,提出了一种高效、灵活的基于几何及灰度特征的纸病检测算法。首先采用邻域均值法对纸病图像去噪,然后根据灰度直方图选取合适阈值将图像二值化,并运用边界跟踪法检测出纸病边缘,最后... 针对当前纸病在线检测系统实时性强和信息量大的特点,提出了一种高效、灵活的基于几何及灰度特征的纸病检测算法。首先采用邻域均值法对纸病图像去噪,然后根据灰度直方图选取合适阈值将图像二值化,并运用边界跟踪法检测出纸病边缘,最后提取出纸病的几何及灰度特征并分析其特征量将纸病分类。按照该算法依次对常见5种纸病进行检测,结果表明,基于几何及灰度特征的纸病检测算法能够准确地检测并分类常见纸病。 展开更多
关键词 纸病 在线检测 几何特征 灰度特征 特征提取
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基于阈值分割及分形特征的纸病图像识别算法研究 被引量：15
13
作者 殷燕屏 熊智新 胡慕伊 《中国造纸学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期41-45,共5页
针对脏点、孔洞、褶子和裂口等常见的典型纸病识别问题,在分析纸病图像灰度特征及分形特征基础上,提出了一种基于图像双阈值分割盒维数特征的纸病识别算法,该算法采用灰度阈值分割提取纸病区域及二值数字图像分形盒维数计算结果,确定纸... 针对脏点、孔洞、褶子和裂口等常见的典型纸病识别问题,在分析纸病图像灰度特征及分形特征基础上,提出了一种基于图像双阈值分割盒维数特征的纸病识别算法,该算法采用灰度阈值分割提取纸病区域及二值数字图像分形盒维数计算结果,确定纸病类型。实验结果表明,该算法识别率较高,且简单迅速。 展开更多
关键词 灰度特征 阈值分割 分形盒维数 纸病识别
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基于FPGA的纸病提取系统的设计 被引量：10
14
作者 党宏社 王黎 周强 《中国造纸学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期43-46,共4页
研究并设计了一种基于FPGA的纸病提取系统,实现造纸过程中纸病部位图像的提取。通过FPGA内部硬件电路进行图像采集、预处理和纸病提取,借助NIOS II软核处理器实现纸病数据的发送,使用计算机从网络接收数据并重组图像,最后得到只含有纸... 研究并设计了一种基于FPGA的纸病提取系统,实现造纸过程中纸病部位图像的提取。通过FPGA内部硬件电路进行图像采集、预处理和纸病提取,借助NIOS II软核处理器实现纸病数据的发送,使用计算机从网络接收数据并重组图像,最后得到只含有纸病部位图像的数据。该系统可根据不同的纸机要求灵活配置,在不影响整体性能的前提下,增强系统数据处理能力。经测试,该系统能够稳定可靠地实现纸病提取功能,与纸病识别系统相结合即可实现纸病检测,为纸机的日常维护提供保障。 展开更多
关键词 纸病提取 机器视觉 FPGA
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基于近场均匀照明的纸病检测系统光源优化方案 被引量：8
15
作者 冯波 汤伟 单文娟 《中国造纸》 CAS 北大核心 2020年第3期58-65,共8页
针对纸病检测系统中采集到的图像存在横向灰度不均匀现象,基于几何光学辐射照度理论,围绕纸病检测系统光源模块照射到被检测纸张上的照度均匀分布问题开展了应用技术研究。依据斯派罗法则,确定了光源模块中LED灯珠间的最优距离函数;从... 针对纸病检测系统中采集到的图像存在横向灰度不均匀现象,基于几何光学辐射照度理论,围绕纸病检测系统光源模块照射到被检测纸张上的照度均匀分布问题开展了应用技术研究。依据斯派罗法则,确定了光源模块中LED灯珠间的最优距离函数;从机器视觉的角度出发,利用实验法确定了光源阵列中不同位置灯珠的功率优化函数;采用图像灰度均匀度指标,对光源的改进效果进行了验证。结果表明,本优化方案可以将获取到的图像灰度均匀度由优化前的57.8%提高到98.6%,有效地提高了纸张的成像质量,可降低后期的图像处理难度,有望提高应用程序的执行效率。 展开更多
关键词 纸病检测 机器视觉 均匀照明 光源优化 灰度均匀
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基于FPGA的纸病预处理系统 被引量：10
16
作者 刘勇 周强 +1 位作者 刘涛 杨雁南 《中国造纸》 CAS 北大核心 2013年第8期46-50,共5页
针对当前计算机串行数据处理方式难以适应在线纸病检测系统数据实时处理量大的瓶颈问题,采用"FPGA+计算机"的纸病检测硬件结构,利用FPGA(现场可编程门阵列)的并行特性实现图像处理算法的硬件加速,对CCD高速摄像机拍摄的纸病... 针对当前计算机串行数据处理方式难以适应在线纸病检测系统数据实时处理量大的瓶颈问题,采用"FPGA+计算机"的纸病检测硬件结构,利用FPGA(现场可编程门阵列)的并行特性实现图像处理算法的硬件加速,对CCD高速摄像机拍摄的纸病图像进行预处理,初步确定可能出现纸病区域的位置和大小,并将这些区域的图像信息通过以太网发送到计算机做纸病的进一步辨识和分类。试验结果表明,这种结构可以极大地减轻计算机的运算量,提高纸病检测系统的精确度和效率。 展开更多
关键词 纸病检测 现场可编程门阵列 硬件加速 图像预处理 高速相机
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一种基于机器视觉的纸病识别方法 被引量：11
17
作者 张学兰 李军 孟范孔 《中国造纸学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期48-52,共5页
提出了一种基于图像灰度变换和BP神经网络的纸病识别算法。该算法是利用动态双阈值法和图像合成法对图像进行预处理,提取出纸病的特征值,再利用BP神经网络对纸病进行分类。结果表明,BP神经网络分类器可以很好地识别出纸病图像中的孔洞... 提出了一种基于图像灰度变换和BP神经网络的纸病识别算法。该算法是利用动态双阈值法和图像合成法对图像进行预处理,提取出纸病的特征值,再利用BP神经网络对纸病进行分类。结果表明,BP神经网络分类器可以很好地识别出纸病图像中的孔洞、脏点和褶皱,平均识别率达93.8%。 展开更多
关键词 纸病图像 图像灰度 特征值 BP神经网络
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基于Hough变换的纸病检测分析 被引量：7
18
作者 王勇军 陈文凯 +1 位作者 熊智新 胡慕伊 《中国造纸》 CAS 北大核心 2010年第3期59-61,共3页
褶子是纸病的一种,通常采用对纸病图像进行预处理、阈值分割等常规方法来检测褶子,但常规方法对不连续的褶子检测效果不是很明显,本研究提出了一种基于Hough变换的褶子检测方法。
关键词 HOUGH变换 边缘检测 褶子 纸病
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基于FPGA的纸病检测预处理算法的实现 被引量：10
19
作者 刘慧忠 汤伟 《中国造纸学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期53-57,共5页
利用DSP Builder工具在MTALAB/Simulink中设计纸病图像预处理算法,然后将算法的Simulink模型转换为FPGA的硬件代码。硬件在环测试验证了算法可以对纸病图像进行滤波、检测边缘和定位处理。利用FPGA对纸病图像进行预处理,可以满足纸病检... 利用DSP Builder工具在MTALAB/Simulink中设计纸病图像预处理算法,然后将算法的Simulink模型转换为FPGA的硬件代码。硬件在环测试验证了算法可以对纸病图像进行滤波、检测边缘和定位处理。利用FPGA对纸病图像进行预处理,可以满足纸病检测系统需实时处理大量数据的要求。 展开更多
关键词 纸病检测 FPGA DSP BUILDER 图像处理
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基于SVD和SVM的复杂背景噪声图像的纸病辨识 被引量：6
20
作者 周强 齐璐 张慧 《中国造纸学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期49-54,共6页
针对纸病图像的复杂背景噪声造成的纸病辨识结果不理想的问题,提出一种基于奇异值分解(SVD)和支持向量机(SVM)的纸病辨识方法:首先利用多层二维小波对纸病图像背景噪声去噪,然后用SVD对纸病进行特征提取,最后采用SVM对纸病进行辨识。实... 针对纸病图像的复杂背景噪声造成的纸病辨识结果不理想的问题,提出一种基于奇异值分解(SVD)和支持向量机(SVM)的纸病辨识方法:首先利用多层二维小波对纸病图像背景噪声去噪,然后用SVD对纸病进行特征提取,最后采用SVM对纸病进行辨识。实验结果表明,该方法可以有效辨识纸病,且不受实际生产过程中图像复杂背景噪声的影响。 展开更多
关键词 奇异值分解技术 纸病图像 图像背景噪声 二维小波变换 支持向量机
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