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基于机器视觉的音膜同心度测量系统的研究与设计

王成群  
【摘要】: 扬声器是一种把电信号转换成声音信号的电声器件,正朝着尺寸小、音质好的方向发展。小型扬声器在消费类电子产品、通信、计算机、汽车电子等领域有着广泛的应用。音质的好坏主要由扬声器的性能指标决定,而音膜同心度是影响其性能指标的一个重要因素。 本文以小型音膜为研究对象。音膜由振膜和音圈构成。采用传统的人工测量同心度的方法在测量时会接触音膜,容易导致振膜褶皱、音圈变形,从而给同心度的测量带来困难,并使测量结果产生很大的误差。本课题研究和设计的基于机器视觉的音膜同心度测量系统能够有效的解决上述问题,系统软件算法的关键在于外圆和内圆边缘的提取。 本文的主要研究内容可归纳如下: 1、在分析了Roberts、Sobel、Prewitt、Kirsch、Gauss-Laplace和Canny边缘检测算子的原理和特点的基础上,用这6种算子对同一音膜图像进行边缘检测。通过比较边缘检测结果,选择了信噪比高、定位精度高、检测结果为单边缘的Canny算子作为音膜同心度测量系统的边缘检测算子。 2、根据机器视觉的原理、构成和同心度测量系统的具体要求,在分析了音膜的特征的基础上,选择合适的摄像机、镜头、照明方式、光源和背景构建并实现了音膜同心度测量系统的视觉系统。 3、对同心度测量系统的软件进行了设计和实现。根据振膜占视场区域最大的特点,采用阈值分割和轮廓跟踪相结合的方法提取出外圆边缘。针对内圆存在着大量干扰的情况,在分析了干扰的来源及其对内圆边缘产生的影响的基础上,根据测量得到的外圆参数求取内圆局部区域,采用Canny边缘检测和改进随机Hough变换相结合的方法提取出内圆边缘。在提取出外圆边缘和内圆边缘的基础上,采用最小二乘法亚像素算法拟合外圆和内圆,以减少误差,提高测量精度。用本系统对一系列音膜进行了测量。


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