论文总字数：22172字

摘 要

近年来，数字图像处理技术的飞速发展引起了人们的广泛关注。在工业上，它可以被应用于各个领域中以完成测量、信号识别等环节。在测量领域，一种常见的数字图像处理技术应用方法是通过计算机对目标物体的图像进行去特征提取，获取目标物体的相关参数或特征数据。

在燃气阀门的生产中，需要对燃气阀门螺纹的直径、锥度、齿距进行测量，传统的工业生产一般采用抽样检测的方法手动测量。本文以数字图像处理技术在该燃气阀门测量上的应用方法为主要研究对象，设计了一种利用数字图像处理技术测量燃气阀门特征值的方法，并分析了几种去噪、滤波、二值化、边界提取等方法对最终测量值的影响。结果表明，基于不同原理的处理技术对测量结果有一定影响，通过不同处理方式的组合，可以获得最佳的测量方式。

关键词：数字图像处理技术 尺寸测量

Abstract

In recent years, the rapid development of digital image processing technology has aroused people's wide attention. In industry, it can be used in various fields to complete the measurement, signal recognition and other links. In the field of measurement, a common digital image processing technology is to use the computer to feature extraction of the image of the object, to obtain the relevant parameters of the target object or feature data.

In the production of gas valve, the need for the gas valve thread diameter, taper, pitch measurement, the traditional industrial production in general the use of sampling method of manual measurement. In this paper, digital image processing technology in the measurement of the gas valve application method as the main research object design, a method of using digital image processing technique in measurement of gas valve characteristic value, and analyzes several to noise, filtering, two values, boundary extraction method on the final measurement value. The results show that the processing technique based on different principles has a certain effect on the measurement results, and the best method can be obtained by the combination of different treatment methods.

Keywords： Digital Image Processing ，measurement

目 录

第一章 绪 论 1

1.1数字图像处理技术概述 1

1.1.1数字图像分类 1

1.1.2基本图像操作 2

1.2数字图像处理技术应用领域 3

1.3图像测量技术概述 3

第二章 测量流程分析 5

第三章 数字图像处理技术基本原理 9

3.1去噪 9

3.2二值化 11

3.3边界提取 11

3.3.1拉普拉斯算子 12

3.3.2canny算子 14

3.4直线检测 15

第四章 燃气阀门关键尺寸获取 18

4.1图像的输入 18

4.2燃气阀门图像预处理 18

4.3边界拟合 24

4.4直径和锥角的获取 25

4.5牙型角的获取 27

第五章 结论与展望 30

致 谢 32

参考文献 33

第一章 绪 论

1.1数字图像处理技术概述

图像是一种可以在人眼中引起视觉印象的信息载体，在计算机飞速发展以前，胶片、胶卷都是图像的常见的储存形式，显像管、照相机等设备都是在对模拟图像的记录与处理上设计出的。这种图像与我们肉眼看到的图像一样，都是模拟图像。数字图像处理技术是伴随计算机发展而生的一门技术。计算机只能识别数字量，因此，在利用计算机对图像进行处理之前，有必要将图像转化成数字格式。

数字图像分为矢量图和位图，位图是以像素值为单位的数字阵列，本文中的数字图像均指二维位图。提出像素值这一概念之后，我们可以用一个离散的二维函数表示一张二维图像，其中坐标表示图像的横轴和纵轴，即某一像素点的位置，其中每一个像素值表示该位置点的色彩信息（亮度、强度或灰度等）。

显示设备的屏幕一般由点阵构成。当图片从计算机中输入至屏幕时，屏幕上的点对应图像中的像素，因此显示设备也被称为位映像设备。当一幅数字图像被放大后就可以明显看出图像是由很多方格形状的像素构成。

1.1.1数字图像的分类

（1）二值图像

在二值图像中，只存在黑白两种颜色的像素。数据角度看，在二值图像中，只有值为0或1的两种像素点。像素值为0说明该像素点为黑色，像素值为1说明该点为白色。

1. 灰度图像

灰度图像在二值图像的基础上加入了更多的颜色，颜色深度位于白色和黑色之间，视觉上看为最暗的黑色和最亮的白色之间的灰色。颜色深度的数量称为灰度级。如果用L来表示灰度级，在灰度图像中，像素可以取之间的整数值。保存灰度数值可以使用那个多种数据格式，根据选择不同，像素可能有256种取值或者中取值，当k=1时即为上文中的二值图像。

1. RGB图像

在自然界中，几乎所有颜色都可以由红、绿、蓝3种颜色组合而成，通常称它们为RGB三原色。RGB模型是计算机显示所采用的常用模型。与自然界的颜色合成规律相同，对于每个像素，控制R、G、B三原色的假加入比例，就可以显示出各种各样的颜色。

可以用像灰度图那样，用L个等级（灰度级）来表示含有三原色（RED、GREEN、BLUE）中某种颜色的多少。例如对于含有256个等级的红色，0表示不含红色成分，255表示含有100%的红色成分。同样绿色和蓝色也可以划分为256个等级。这样每种原色可以用8位二进制数据表示，于是3原色总共需要24位二进制数，这样能够表示出的颜色种类数目为，大约有1600万种，对于显示设备来说，该数目已经足够，因为人类肉眼对颜色的分辨能力有限。

为了减少书写长度，RGB颜色代码也常常使用16进制，按照两位一组的方式依次书写R、G、B三种颜色的级别。例如0xFF0000代表纯红色，0x00FF00代表纯绿色。如果某种颜色中，包含RGB原色的比例相同，所表示的颜色即为灰色。

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