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基于深度学习的纸病检测系统设计与研究 被引量:6
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作者 顾文君 谭永涛 +7 位作者 李强 刘耀斌 周易 王平军 孙霞 陆文荣 吴昱昊 伍沐原 《中国造纸》 CAS 北大核心 2024年第8期154-159,共6页
本课题设计了基于深度学习的纸病检测系统,用于提高造纸生产过程中的质量控制水平。该系统采用了“CCD+FPGA+工业控制计算机+训练计算机”的架构模式,实现了对纸张图像数据的实时采集、纸病的实时判断和纸病类型的实时识别。综合考虑分... 本课题设计了基于深度学习的纸病检测系统,用于提高造纸生产过程中的质量控制水平。该系统采用了“CCD+FPGA+工业控制计算机+训练计算机”的架构模式,实现了对纸张图像数据的实时采集、纸病的实时判断和纸病类型的实时识别。综合考虑分类准确率与推理速度,选择MobileNet模型算法,其分类准确率达99.5%,每秒可推理约103.1张分辨率为224×224的图像,满足现场纸病图像分类识别的实时要求。 展开更多
关键词 纸病检测 深度学习 系统设计 架构设计
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基于YOLOv8的女西裤板型弊病检测与修正 被引量:2
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作者 彭会齐 陈敏之 《服装学报》 CAS 北大核心 2024年第1期27-35,共9页
在服装定制成衣试穿环节,由于人体体型多样性,经常出现服装试穿不合身的情况。为协助改衣师快速准确找到板型问题及修改方案,以女西裤为例,收集常见的女西裤弊病图像(前裆堆量明显、前裆猫须明显、后片夹裆和后片大腿根堆斜褶明显)作为... 在服装定制成衣试穿环节,由于人体体型多样性,经常出现服装试穿不合身的情况。为协助改衣师快速准确找到板型问题及修改方案,以女西裤为例,收集常见的女西裤弊病图像(前裆堆量明显、前裆猫须明显、后片夹裆和后片大腿根堆斜褶明显)作为数据集,并采用深度学习算法中的YOLOv8模型进行实验。研究表明:模型测试阶段,精确度、召回率、平均精度均值(I_(ou)=50%)均达到98%以上,同时结合弊病修正实验验证了弊病修正建议的合理性,实现了女西裤板型弊病的智能检测与修正。 展开更多
关键词 深度学习 目标检测 板型弊病 纸样修正 YOLOv8模型
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油纸绝缘缺陷局放UHF抗干扰定位及优化布置方法 被引量:2
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作者 董冰冰 李秉华 高常胜 《电力工程技术》 北大核心 2024年第1期181-191,共11页
特高频(ultra high frequency,UHF)局放检测是变压器油纸绝缘缺陷定位的常用方法,实际应用过程中局放定位准确性易受噪声和传感器布置方式影响。为保证变压器油纸绝缘缺陷局放定位检测有效性,文中首先建立油纸绝缘缺陷UHF局放定位检测平... 特高频(ultra high frequency,UHF)局放检测是变压器油纸绝缘缺陷定位的常用方法,实际应用过程中局放定位准确性易受噪声和传感器布置方式影响。为保证变压器油纸绝缘缺陷局放定位检测有效性,文中首先建立油纸绝缘缺陷UHF局放定位检测平台,在常规K-means方法的基础上,提出基于修正聚类分界的变压器油纸绝缘缺陷局放抗干扰定位方法,有效降低了定位误差。然后针对样本聚类分界混叠问题,选择最优修正系数L为1.1时,UHF局放定位误差可减小至0.1 m内,验证了文中方法的有效性。最后分析不同传感器布置方式的定位误差变化规律,提出变压器油纸绝缘缺陷检测用UHF传感器优化布置方案,可为变压器局放在线监测传感器布置及定位提供参考。 展开更多
关键词 变压器 油纸绝缘缺陷 特高频(UHF)检测 抗干扰 局放定位 聚类分界
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基于机器视觉的纸病检测系统发展综述 被引量:36
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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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一种基于边缘特征的纸币污损检测方法 被引量:5
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作者 金野 刘松波 +2 位作者 刘家锋 宋玲 唐降龙 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2007年第2期258-264,共7页
污损检测是纸币清分中的一个重要环节.针对纸币上常见的笔迹及撕裂污损,提出了一种基于图像边缘特征的检测方法.首先将待检测图像与参考图像进行图像配准,然后采用Kirsch算子提取两图像的边缘信息,并提出了一种符合人的主观感受的边缘... 污损检测是纸币清分中的一个重要环节.针对纸币上常见的笔迹及撕裂污损,提出了一种基于图像边缘特征的检测方法.首先将待检测图像与参考图像进行图像配准,然后采用Kirsch算子提取两图像的边缘信息,并提出了一种符合人的主观感受的边缘强度差的计算方法,在此基础上提取的污损特征,对于图像中新增加的边缘信息十分敏感,而对各像素的灰度值、边缘强度值的相对变化则具有很强的抗干扰性.将纸币划分为若干个相互重叠的子区域,通过对子区域内污损特征统计,来判定该子区域内是否存在污损.实验证明,该方法识别率高且稳定、可靠,满足实际要求.该方法已应用到实际的纸币清分系统中. 展开更多
关键词 纸币清分 污损检测 图像配准 边缘检测
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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
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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:18
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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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基于两次二维Daubechies小波变换的纸病在线辨识方法研究 被引量:9
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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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基于近场均匀照明的纸病检测系统光源优化方案 被引量:9
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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:11
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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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基于RPCA的纸病图像分割算法 被引量:8
11
作者 亢洁 潘思璐 王晓东 《中国造纸学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期39-44,共6页
针对实际纸病检测应用中采集到的图像分辨率越来越高,在图像处理过程中出现数据维数过大的问题,提出一种基于鲁棒主成分分析法(Robust Principal component Analysis,RPcA)的纸病图像分割算法,该算法将纸病图像对应的矩阵分解成稀疏矩... 针对实际纸病检测应用中采集到的图像分辨率越来越高,在图像处理过程中出现数据维数过大的问题,提出一种基于鲁棒主成分分析法(Robust Principal component Analysis,RPcA)的纸病图像分割算法,该算法将纸病图像对应的矩阵分解成稀疏矩阵和低秩矩阵。在后续检测中只需选取稀疏矩阵对应的图像进行检测就可以满足纸病检测的要求,有效减少了计算量,最终节省了整个纸病检测环节的检测时间。仿真结果表明,该方法可用于纸病图像的分割,并且具有良好的分割效果。 展开更多
关键词 数据冗余 RPCA 图像分割 纸病检测
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造纸工业高级控制技术和先进控制系统综述 被引量:40
12
作者 汤伟 张诚 +3 位作者 冯波 张逸成 王其林 王孟效 《中国造纸》 CAS 北大核心 2020年第8期14-25,共12页
造纸工业在向工业4.0方向不断迈进的过程中,高级控制算法、控制策略和控制系统将扮演越来越重要的角色。本文以过程控制理论及自动化技术的发展和行业应用为主线,对在造纸工业中广泛采用的共性自动化技术进行概述,并对造纸工业自动化、... 造纸工业在向工业4.0方向不断迈进的过程中,高级控制算法、控制策略和控制系统将扮演越来越重要的角色。本文以过程控制理论及自动化技术的发展和行业应用为主线,对在造纸工业中广泛采用的共性自动化技术进行概述,并对造纸工业自动化、信息化和智能化的未来发展进行展望,旨在对实用化的造纸自动化技术进行归纳总结,为读者阅读提供方便。实现制浆造纸生产过程的信息化和智能化,必须确保过程数据在线检测的全面性和准确性。为此,本文在对制浆造纸过程高级控制算法和控制系统进行综述的同时,还重点总结了实现造纸工业4.0必不可少的一些间接测量技术、运行状态评估技术和纸品质量检测技术,具体包括关键参数的在线软测量技术、关键设备的故障诊断技术和纸病在线检测技术。 展开更多
关键词 造纸工业 高级过程控制算法 软测量技术 故障诊断技术 纸病检测技术 先进控制系统
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基于频闪成像的纸病检测系统光源优化技术 被引量:6
13
作者 汤伟 成爽爽 +2 位作者 冯波 曲蕴慧 王孟效 《中国造纸》 CAS 北大核心 2021年第8期64-69,共6页
近年来,基于机器视觉的纸病检测技术可以在纸张的生产过程中完成对纸张质量的监测和纸病信息反馈,所以一直是国内外相关领域的研究热点。但是随着纸机车速的加快和纸张幅宽的加大,尺寸小的纸病很难被检测出来,而且采集到的纸张图像质量... 近年来,基于机器视觉的纸病检测技术可以在纸张的生产过程中完成对纸张质量的监测和纸病信息反馈,所以一直是国内外相关领域的研究热点。但是随着纸机车速的加快和纸张幅宽的加大,尺寸小的纸病很难被检测出来,而且采集到的纸张图像质量差。针对在采集纸张图像过程中出现的横向波纹现象。通过香农采样定理的逆向分析,总结出横向波纹产生的原因;结合频闪成像技术,利用速度传感器、A/D转换电路和LED频闪电路设计了一种适用于纸机车速、相机扫描频率和LED光源频闪同步控制系统,借助纸病检测装置,通过采集纸机不同车速下的纸张图像,进行控制系统有效性的验证。结果表明该控制系统可以有效地提高纸张的成像质量,为纸病检测和识别奠定良好的基础。 展开更多
关键词 频闪成像 纸病检测 灰度均值 灰度均匀度
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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:12
14
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 被引量:8
15
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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色彩均匀性特征的纸币污损检测算法 被引量:1
16
作者 金野 程丹松 +1 位作者 唐降龙 杜铭 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期948-951,共4页
针对纸币上常见的污损,提出基于色彩均匀性特征的检测方法.将图像均匀性特征推广到彩色空间,采用纸币图像均匀性特征矩阵,判定待检纸币上可能存在的污损象素.提出基于均匀性特征矩阵的快速图像配准方法,图像配准后,将待检图像与参考图... 针对纸币上常见的污损,提出基于色彩均匀性特征的检测方法.将图像均匀性特征推广到彩色空间,采用纸币图像均匀性特征矩阵,判定待检纸币上可能存在的污损象素.提出基于均匀性特征矩阵的快速图像配准方法,图像配准后,将待检图像与参考图像逐象素进行比较,并最终判定待检图像的污损程度.对于图像中新增加的边缘信息十分敏感,而对各象素的色彩值、边缘强度值的相对变化则具有很强的抗干扰性,适用于各种低质量的纸币. 展开更多
关键词 纸币清分 污损检测 色彩均匀性特征
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基于改进YOLOv5的纸病检测方法 被引量:10
17
作者 张开生 关凯凯 《中国造纸》 CAS 北大核心 2022年第10期79-86,共8页
针对传统纸病检测算法中纸病特征提取困难、实时性差的问题,提出一种改进YOLOv5的纸病检测方法。该方法首先在批量归一化模块的首尾部分添加居中和缩放校准,形成更稳定的纸病有效特征分布;其次在骨干网络中添加坐标注意力机制,增强骨干... 针对传统纸病检测算法中纸病特征提取困难、实时性差的问题,提出一种改进YOLOv5的纸病检测方法。该方法首先在批量归一化模块的首尾部分添加居中和缩放校准,形成更稳定的纸病有效特征分布;其次在骨干网络中添加坐标注意力机制,增强骨干网络的纸病特征提取能力;最后选用CIoU_loss作为边界框回归的损失函数,实现高精度的定位。实验结果表明,改进后的算法平均精度达99.02%,实时检测速度达41.58帧/s,相较于现有的基于CNN纸病分类算法,检测精度与检测速度都有较大的提升,且改进后的算法对光源的依赖程度更低,能对各类纸病实现精准辨识。 展开更多
关键词 纸病检测 YOLOv5 批量归一化模块 坐标注意力机制 损失函数
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基于CB形态学和灰度码分解的纸病检测 被引量:2
18
作者 亢洁 潘思璐 王晓东 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2017年第17期186-191,共6页
传统纸病检测算法抗干扰能力差、定位不准确和运算复杂,针对该问题,提出了一种基于轮廓结构元素形态学和灰度码分解的纸病检测算法。首先,采用多尺度CB形态滤波算法对纸病图像进行滤波,再进行灰度码分解,最后运用多结构元素CB形态学提... 传统纸病检测算法抗干扰能力差、定位不准确和运算复杂,针对该问题,提出了一种基于轮廓结构元素形态学和灰度码分解的纸病检测算法。首先,采用多尺度CB形态滤波算法对纸病图像进行滤波,再进行灰度码分解,最后运用多结构元素CB形态学提取重要位面图的边缘。仿真结果表明,该算法运算简单,具有较好的抗干扰能力,并能够较准确地定位纸病缺陷。 展开更多
关键词 CB形态学 灰度码分解 纸病检测
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基于多尺度冗余字典稀疏分解的纸病图像背景补偿方法 被引量:2
19
作者 周强 杜晞盟 王志强 《中国造纸》 CAS 北大核心 2016年第11期45-51,共7页
对于纸病检测中纸张图像背景不均匀以及图像灰度特征不明显等造成纸病测量精度低的问题,建立多尺度冗余字典,采用正交匹配追踪算法(OMP)对纸病图像进行稀疏分解,并根据纸病背景图像和纸病图像不同形态特征,对背景进行补偿,从而增强纸病... 对于纸病检测中纸张图像背景不均匀以及图像灰度特征不明显等造成纸病测量精度低的问题,建立多尺度冗余字典,采用正交匹配追踪算法(OMP)对纸病图像进行稀疏分解,并根据纸病背景图像和纸病图像不同形态特征,对背景进行补偿,从而增强纸病特征。实验表明,该方法能够有效地重构并补偿纸病背景图像,突出灰度特征较弱的纸病,提高纸病检测的准确性。 展开更多
关键词 纸病检测 稀疏分解 正交匹配追踪算法 多尺度冗余字典 图像背景补偿
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基于位平面的纸病检测算法研究 被引量:4
20
作者 亢洁 潘思璐 《中国造纸学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期27-31,共5页
针对当前纸病检测算法存在抗干扰能力差、定位不准确和运算复杂等问题,提出一种基于位平面的纸病检测算法。首先,采用自适应中值滤波算法对纸病图像进行滤波,然后,对滤波后的图像进行位平面分解,并运用格雷码对位平面加以增强,最后,使... 针对当前纸病检测算法存在抗干扰能力差、定位不准确和运算复杂等问题,提出一种基于位平面的纸病检测算法。首先,采用自适应中值滤波算法对纸病图像进行滤波,然后,对滤波后的图像进行位平面分解,并运用格雷码对位平面加以增强,最后,使用数学形态学对其进行边缘检测,得到最终的纸病检测结果。仿真结果表明:该方法运算简单,能够较好地检测出纸病缺陷,并具有较好的抗干扰性和定位准确性。 展开更多
关键词 自适应中值滤波 位平面 格雷码 数学形态学 纸病检测
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