透明塑料制品应力光弹图的计算机识别研究

【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。