亚像素边缘定位在光纤中应用

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亚像素边缘定位在光纤中应用

作者：詹林刘秀珍陈科澎

来源：《数字技术与应用》2010年第06期

摘要:随着图象识别技术更广泛的应用到生产领域,其和自动控制相结合可以大大提高工业生产效率,减少人工操作带来的种种弊端。由于使用图像采集,计算机分析、处理、控制,光纤熔接机物镜检测精确度大大提高,从而使光纤熔接机的熔接质量有了进一步的提高。

关键词:亚像素熔接机图像处理

随着光纤通信的高速发展,光缆施工设备的需求也日益增多。光纤熔焊机在光纤通信中有

着非常重要的地位,它主要用于光通信中,光缆的施工和维护。主要是靠放出电弧将两头光纤熔化,同时运用准直原理平缓推进,以实现光纤模场的耦合。在熔焊过程中,系统要实时监视光纤图像,根据光纤位置来判断下一步该如何动作。由于光纤直径非常微小(直径0.125mm),需在摄像

头的前端加一个放大N倍的光学显微镜头。因此,镜头的好坏和镜头对称点的准确定位成为影响熔接质量的重要因素。

目前,国内光纤熔接机镜头检测全靠人工,不仅效率低,而且检测精度无法保障。更没有一套检测标准,以至于镜头生产商与用户之间矛盾颇多。为了实现镜头的全自动检测,设计出一种基于图像识别的检测系统,并提出了软硬件设计方案。

1 硬件平台的构建

本系统的硬件平台分为机械驱动模块、图像采集模块和数据处理模块。机械驱动模块由一套机械运动装置和四个两相混合式步进电机组成。这种机械装置可以使镜头做四维运动。简单的说就是可以让镜头做上下、前后、左右以及旋转运动。通过这四种运动可以实现寻找光纤、对焦、以及搜寻对称点等功能。图像采集模块由一个CCD摄像头和一块图像采集卡组成。图像采集卡装在PC机的PCI插槽上。数据处理模块由一台PC机完成。

2 亚像素边缘定位算法的研究

在保证光纤图像采集质量的条件下,基于图像识别的镜头检测精度主要取决于测量光纤图

像特征轮廓的提取精度。近年来发展的多种亚像素边缘检测算法[1-4]可突破CCD 摄像机物理分辨率的限制,使图像的边缘定位精度达到亚像素级别,极大提高了图像的检测精度。其中灰度