专利名称：针对破损光纤几何参数的检测系统及方法
技术领域：
本发明属于检测技术领域，涉及一种检测系统，尤其涉及一种针对破损光纤几何参数的检测系统；同时，本发明还涉及一种针对破损光纤几何参数的检测方法。
背景技术：
通常合格的光纤包层和芯径可以认为是个两个中心位置在同一点，且接近于圆的椭圆.传统的方法检测能够很准确的检测出合格的光纤的几何参数。但是当光纤有一定的破损，或者形变时，传统的方法就会出现瑕疵。有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的检测方法，以便进一步提高椭圆拟合的精度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种针对破损光纤几何参数的检测系统，可剔除不在椭圆上的点，进一步提高椭圆拟合的精度。此外，本发明还提供一种针对破损光纤几何参数的检测方法，可剔除不在椭圆上的点，进一步提闻捕圆拟合的精度。为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案一种针对破损光纤几何参数的检测系统，所述系统包括图像读取单元，用以读取光纤图像；阈值选取单兀，用以统计灰度直方图，选取最佳阈值；图像二值化处理单元，用以对图像进行二值化处理；边缘点选择单元，用以在二值化图像中精确的选择外边缘和内边缘点；椭圆拟合及参数获取单元，用以通过所有选取的外边缘点求出外边缘的椭圆参数，通过内边缘点拟合出内边缘的椭圆的参数；通过拟合内外边缘的椭圆后获取该光纤图片的几何参数。作为本发明的一种优选方案，所述阈值选取单元选取的阈值为第一个波峰和第二波峰之间波谷的灰度值；其中，第一个波峰的灰度值为VI，第二波峰的灰度值为V2 ;该阈值为在灰度值Vl和V2区间中的一个灰度值，该灰度值的像素个数不多于该区间其他灰度值的像素个数。作为本发明的一种优选方案，设选取的阈值为V，所述图像二值化单元将灰度值大于V的像素点设为0，将灰度值小于等于V的像素点设为255。作为本发明的一种优选方案，图像的每点像素用二维数组表示，所述边缘点选择单元从两个方向逐行扫描；一个方向是从第O列开始逐列增加直到该行中第一个不为零的像素点，记下此点的像素点坐标(x，yi)，逐列增加直到再一次为零处，记下此点像素(X，y2)，统计不为零的像素个数，停止该方向的扫描；
另一个方向为从第最后一列开始逐列减少，当出现第一个不为零点时，记下此点像素的坐标(x，y3)，当再次出现一个为零的像素点时，记下此像素点的坐标(x，y4)，并统计(x，y4)和(x，y3)间的像素个数d2=y3-y4，如果该行中y4〈=y2则剔除改行的数据；只有当74>72，且(!/(I2在区间
时才会就认为这些点符合拟合椭圆的条件,其中，(X，y)，(x, y3)为外边缘上的坐标点，(x，y2)，(χ, y4)为内边缘上的点。作为本发明的一种优选方案，所述边缘点选择单元将图片分为左右两个区域，设A、B是二值图像同一行中左边区域的边缘点，C、D是二值图像同一行中右边区域的边缘点；由于光线包层直径和纤芯的中心位置可以看成是同心的，如果点A、B两点间的长度dl与C、D点间的长度d2的比值dl/d2如果在设定区间[O. 9，1.1]，则判断为两边厚度一致，即这些边缘点符合拟合椭圆的条件，坐标点A、D为外边椭圆上的点，坐标B、C为内椭圆上的点，如果dl/d2不在设定区间[O. 9，1.1]内，就不会选取这些坐标点；这样将有缺损的地方给去除掉；所述边缘点选择单元将图像分为上下两半区域，通过与在左右区域选择边缘点相同的原理提取坐标点；检查提取到的所有坐标点，如果有重复的坐标点则删除重复部分。作为本发明的一种优选方案，所述椭圆拟合及参数获取单元的椭圆拟合及参数获取过程包括二次 曲线的一般方程表示成X2+aXy+i3y2+YX+4y+n = O,只要求出参数就能求出二次曲线，如果满足α2-4β < O则该二次曲线表示一个椭圆；在所述边缘点选择单元选取的所有外边缘坐标(Xpy1), (x2, y2)，···，(xn，yn)中令
权利要求
1.一种针对破损光纤几何参数的检测系统，其特征在于，所述系统包括图像读取单元，用以读取光纤图像；阈值选取单元，用以统计灰度直方图，选取最佳阈值；图像二值化处理单元，用以对图像进行二值化处理；边缘点选择单元，用以在二值化图像中精确的选择外边缘和内边缘点；椭圆拟合及参数获取单元，用以通过所有选取的外边缘点求出外边缘的椭圆参数，通过内边缘点拟合出内边缘的椭圆的参数；通过拟合内外边缘的椭圆后获取该光纤图片的几何参数。
2.根据权利要求1所述的针对破损光纤几何参数的检测系统，其特征在于所述阈值选取单元选取的阈值为第一个波峰和第二波峰之间波谷的灰度值；其中，第一个波峰的灰度值为VI，第二波峰的灰度值为V2 ；该阈值为在灰度值Vl和V2区间中的一个灰度值，该灰度值的像素个数不多于该区间其他灰度值的像素个数。
3.根据权利要求2所述的针对破损光纤几何参数的检测系统，其特征在于设选取的阈值为V，所述图像二值化单元将灰度值大于V的像素点设为0，将灰度值小于等于V的像素点设为255。
4.根据权利要求1所述的针对破损光纤几何参数的检测系统，其特征在于所述边缘点选择单元从两个方向逐行扫描；一个方向是从第O列开始逐列增加直到该行中第一个不为零的像素点，记下此点的像素点坐标(X，Y1)，逐列增加直到再一次为零处，记下此点像素(X，I2)，统计不为零的像素个数，停止该方向的扫描；另一个方向为从第最后一列开始逐列减少，当出现第一个不为零点时，记下此点像素的坐标(x，y3)，当再次出现一个为零的像素点时，记下此像素点的坐标(x，y4)，并统计 (x，y4)和(x，y3)间的像素个数d2=y3-y4，如果该行中y4〈=y2则剔除改行的数据；只有当 74>72，且d/4在区间
时才会就认为这些点符合拟合椭圆的条件,其中，(Xj1), (x, y3)为外边缘上的坐标点，(x，y2)，(χ, y4)为内边缘上的点。
5.根据权利要求4所述的针对破损光纤几何参数的检测系统，其特征在于所述边缘点选择单元将图片分为左右两个区域，设A、B是二值图像同一行中左边区域的边缘点，C、D是二值图像同一行中右边区域的边缘点；由于光线包层直径和纤芯的中心位置可以看成是同心的，如果点A、B两点间的长度dl与C、D点间的长度d2的比值dl/ d2如果在设定区间
，则判断为两边厚度一致，即这些边缘点符合拟合椭圆的条件，坐标点A、D为外边椭圆上的点，坐标B、C为内椭圆上的点，如果dl/d2不在设定区间 [O. 9，1.1]内，就不会选取这些坐标点；这样将有缺损的地方给去除掉；所述边缘点选择单元将图像分为上下两半区域，通过与在左右区域选择边缘点相同的原理提取坐标点。
6.根据权利要求4所述的针对破损光纤几何参数的检测系统，其特征在于所述椭圆拟合及参数获取单元的椭圆拟合及参数获取过程包括二次曲线的一般方程表示成X2+aXy+i3y2+YX+4y+n = O,只要求出参数就能求出二次曲线，如果满足α2-4β < O则该二次曲线表示一个椭圆；在所述边缘点选择单元选取的所有外边缘坐标(X^y1), (x2, y2)，···，(χη, yn)中令
7.一种针对破损光纤几何参数的检测方法，其特征在于，所述方法包括读取光纤图像；阈值选取步骤，统计灰度直方图，选取最佳阈值；图像二值化处理步骤，对图像进行二值化处理；边缘点选择步骤，在二值化图像中精确的选择外边缘和内边缘点；椭圆拟合及参数获取步骤，通过所有选取的外边缘点求出外边缘的椭圆参数，通过内边缘点拟合出内边缘的椭圆的参数；通过拟合内外边缘的椭圆后获取该光纤图片的几何参数。
8.根据权利要求7所述的针对破损光纤几何参数的检测方法，其特征在于所述阈值选取步骤中选取的阈值为第一个波峰和第二波峰之间波谷的灰度值；其中， 第一个波峰的灰度值为VI，第二波峰的灰度值为V2 ；选取的灰度值的像素个数比在Vl和V2区间中的除该灰度值外的任意一个灰度值的像素个数要少；设选取的阈值为V，所述图像二值化单元将灰度值大于V的像素点设为0，将灰度值小于等于V的像素点设为255。
9.根据权利要求7所述的针对破损光纤几何参数的检测方法，其特征在于图像的每点像素用二维数组表示，所述边缘点选择步骤中从两个方向逐行扫描；一个方向是从第O列开始逐列增加直到该行中第一个不为零的像素点，记下此点的像素点坐标(X，Y1)，逐列增加直到再一次为零处，记下此点像素(X，I2)，统计不为零的像素个数，停止该方向的扫描；另一个方向为从第最后一列开始逐列减少，当出现第一个不为零点时，记下此点像素的坐标(x，y3)，当再次出现一个为零的像素点时，记下此像素点的坐标(x，y4)，并统计 (x，y4)和(x，y3)间的像素个数d2=y3-y4，如果该行中y4〈=y2则剔除改行的数据；只有当74>72，且d/4在区间
时才会就认为这些点符合拟合椭圆的条件,其中，(Xj1), (x, y3)为外边缘上的坐标点，(x，y2)，(χ, y4)为内边缘上的点。
10.根据权利要求9所述的针对破损光纤几何参数的检测方法，其特征在于所述椭圆拟合及参数获取步骤包括二次曲线的一般方程表示成X2+aXy+i3y2+YX+4y+n = O,只要求出参数就能求出二次曲线，如果满足α2-4β < O则该二次曲线表示一个椭圆；在所述边缘点选择单元选取的所有外边缘坐标(X^y1), (x2, y2)，···，(χη, yn)中令
全文摘要
本发明揭示了一种针对破损光纤几何参数的检测系统及方法，所述方法包括读取光纤图像；阈值选取步骤，统计灰度直方图，选取最佳阈值；图像二值化处理步骤，对图像进行二值化处理；边缘点选择步骤，在二值化图像中精确的选择外边缘和内边缘点；椭圆拟合及参数获取步骤，通过所有选取的外边缘点求出外边缘的椭圆参数，通过内边缘点拟合出内边缘的椭圆的参数；通过拟合内外边缘的椭圆后获取该光纤图片的几何参数。本发明提出的针对破损光纤几何参数的检测系统及方法用新颖的提取坐标点的方法，能够剔除不在椭圆上的点，进一步提高椭圆拟合的精度。
文档编号G01B11/24GK103033134SQ201310004500
公开日2013年4月10日 申请日期2013年1月7日 优先权日2013年1月7日
发明者黄影平, 张仁杰, 龚如宾 申请人:上海理工大学