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透明塑料制品应力光弹图的计算机识别研究

姜坤  
【摘要】: 残余应力是评价塑料制品品质的一个重要指标,尤其是对高附加值的光学制品。由于残余应力涉及材料、成型过程、设备等多方面的因素,研究比较复杂。光弹实验由于其设备简单,不破坏制品等特点被广泛用于残余应力研究。目前,对于光弹实验获得的应力光弹条纹的识别,多采用人眼目测,但是由于干涉条纹本身疏密不同,某些密集区域亮度变化微小,很难通过肉眼识别,不便于条纹的量化,进而影响制品的残余应力的确定。计算机识别,对条纹、图像的处理仅针对数据,便于准确定量识别。因此,计算机条纹识别较肉眼识别更为精确,在量化和精度上占有优势。 本文在透明塑料制品光弹测试的基础上,仔细研究了相关光弹测试结果,发现了其条纹不仅疏密不同,开口、闭合可能同时存在,且存在干扰噪声。在阅读相关文献的基础上,将单色光源的应力条纹识别作为研究的主要内容,推导条纹识别的算法,并用visual C++6.0研制相关的程序,以完成:1)试验图像数据不同输入文件格式(如*.bmp,*.jpg等)的计算机读入,2)干涉条纹识别及干扰噪声的去除,3)识别后中心线的光顺处理。 为此,首先分析了条纹图像识别的研究现状和干涉条纹图像的处理方法。接下来,分析了透明塑料制品光弹条纹图的特点,从而明确所用算法的选用原因及依据。第三章提出了本文的研究思路:预处理光弹测试结果图像,以“条纹方向法”提取光弹条纹中心线,并结合明暗条纹识别、断点处理、去干扰噪声等后处理算法光顺条纹中心线。接着介绍了本文的程序研制方法及原理。最后,通过算例,证明了算法和程序的正确性及可行性。 论文在图像处理方面,建立了一套图像库,并提供图像格式插件接口,便于程序升级,支持更多的图像格式;以模板方式,建立了矩阵处理函数和类库,便于实现快捷的图像算法。在透明塑料制品的光弹条纹识别方面,推导了相关的理论公式,设计条纹中心线提取和处理的程序流程,并开发单点连接方法、小面积去干扰法,基本解决了条纹识别的问题。


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