基于机器视觉的纸张计数方法研究及其应用

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1、分类号巧级基于化器视觉的纸张计数方法研究及其应用研究生姓名：石伟、职称稽导教师姓名：龙永红教授学科专业：控制理论与控制工程研究方向；智能检视惧矜殿鄉南工业大学二〇—六年六月六曰分类号密级基于机器视觉的纸张计数方法硏究及其应用ＳｔｕｄｙａｎｄＡｌｉｃａｔｉｏ打ｏｆＰａｅｒＣｏｕｎｔｉｎｇｐｐｐＭｅｔｈｏｄＢａｓｅｄＯｎＭａｃｈｉｎｅＶｉｓｉｏｎ研究生姓名；石伟指导教师姓名、职称；龙永红教授学科专业：控制理论与控制工程研究方巧：智能检测与控制

2、论文答辩日期笞辩寒黄会主湖南工业大学二〇—六年六月六日湖南工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，巧已在文中！＾＾明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：承气％日期：办年６月６日湖南王业大学论义版权使用授权书、使用学位论文的规定；学本人了解湖南工业大学有关傑留，即校有权保留学位论文；

3、学校可公布学，允许学位论文被查阅和借阅＞、，可［１采印或其他手存学位位论文的全部或部分内容＾用复印缩段保论文。；学校可根据国家或湖南省有关部口规定送交学位论文＜４日；＾作者签：导签名期月日名师加八年采軒摘要纸张和卡片的数量自动统计对于印刷以及包装行业的自动化具有重要意义。目前基于机器视觉的纸张计数方法大多是根据纸张图像的全局特征做图像分割或者边缘检测的方法实现对纸张计数。虽然简单易行，但对纸张厚度和边缘质量有较高要求，同时存在分割阈值难以选取、计数速度慢的缺点。针对以上问题，本文研究了一种基于空间和灰度特征的纸张粗精二级计数方法

4、。采用改进型曲线峰谷定位算法完成粗计数；用特征聚类法对纸张精计数。在完成方法研究后，实现了纸张计数系统。论文主要研究内容和结论如下：针对图像整体基本周期性变化而空间灰度分布具有峰谷特征，设计了基于峰谷特征的纸张计数算法。首先用灰度投影法得到投影曲线，针对曲线特点和传统检测曲线峰谷算法的缺点，用基于二次寻找区域极值的方法对检测算法做了改进。根据统计的区域极小值点的数量来计算纸张数量并检测其位置。该方法在纸张成像效果较好时，能在纸张颜色和边缘条纹变化时仍然有较高的计数准确率。针对纸张在排列放置时存在纸张粘连，而用粗计数方法无法检测出纸张数量导致计数准确

5、率降低的问题，根据纸张粘连处灰度和宽度异常变化的特征设计分类方法。首先用区域生长法对图像二值化，用统计像素法得到纸张宽度，同时计算投影曲线波谷点与投影曲线均值的灰度差；然后计算投影曲线平均灰度差与纸张平均宽度，用纸张宽度和灰度差构成二维特征向量；最后用K-means聚类法对特征向量进行分类判断纸张粘连数量。结果表明能在一定条件下解决粘连问题，提高计数准确率。最后实现基于机器视觉的纸张计数系统，并用于实际测试。结果表明纸张厚度在0.07mm-0.09mm，扫描仪分辨率不低于1800dpi，纸张与扫描仪水平面夹角在45度的条件下，设计的纸张计数系统计数

6、时间在1s以内，计数准确率在99.7%以上。关键词：纸张计数，灰度投影，峰谷特征，K-means聚类IABSTRACTThequantitystatisticsofpaperandcardisimportantfortheautomationofprintingandpackagingindustry.Atpresent,papercountingmethodbasedonmachinevisionismostlyadoptingthewayofimagesegmentationinaccordancewiththeglobalcharacteri

7、sticsofpaperimageorthewayofedgedetectiontoachievepapernumber.Althoughthemethodissimple,therearestillsomemorehigherrequirementsforthethicknessandtheedgequalityforthepaper.Atthesametime,theshortcomingsisexistingintheaspectofdifficultyofsegmentationthresholdselectingandslowspeedo

8、fcounting.Tosolvetheproblemsabove,thispaperisstudyingatwo-sta