[发明专利]一种基于图像采集和DSP算法的棉花导纤自动剔除方法及系统

权利要求书

1.一种基于图像采集和DSP算法的棉花导纤自动剔除方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：皮棉的输送抓松，利用开松装置采取边移动，边抓松，将进入的皮棉处理成棉层，棉层在重力和动力系统的作用下向下移动；

步骤2：皮棉图像的采集，采集一帧一帧的皮棉图像，并存入DSP相应的存储单元中；

步骤3：图像的处理，将DSP处理器读取的存储单元中的图像数据进行批对，滤波、图像增强、二值化处理，把皮棉图像放在一个具有坐标网格线的坐标系里，首先提取出由改进的Otsu算法分离出的异纤信息，然后将异纤图像定位在64×64的坐标系中，从左下角开始扫描图像，如果异纤在各个小网格中的大小超过小网格面积的一半，则认为异纤占据整个小网格，在判断完异纤占据的所有网格后，计算出异纤的坐标，对其精确定位；

步骤4：异纤的自动吹落，将皮棉定位在一个方形区域中，对精确定位的异纤通过DSP控制器控制相应的喷气装置，快速吹落皮棉中的异纤。

2.根据权利要求1所述的一种基于图像采集和DSP算法的棉花导纤自动剔除方法，其特征在于：步骤3中的改进的Otsu算法通过以下步骤获得：先进行一次粗分割，在把灰度值最大和灰度值最小分割出来，然后对剩下的部分进行处理：

获取图像                                               的灰度直方图；

按灰度级的大小顺序，遍历直方图，将第一个和最后一个峰值所对应的灰度值分别记为T0和T1，将图像的最大和最小灰度值分别记为minG和maxG；

设为图像中像素点的灰度值，则、、、为该点相邻像素的灰度值；若且，那么用式（1-1）更新该像素灰度值，否则不变；

       （1-1）

对如上变换过的图像采用Otsu方法实行二值化处理，且T在区间[a,b]中遍历，其中：

a=2×T0-minG,  b=2×T1-maxG。

3.一种基于图像采集和DSP算法的棉花导纤自动剔除系统，其特征在于：包括输送模块，图像采集模块，异纤识别模块和自动吹落模块；

所述的输送模块，用于对皮棉的抓松处理和移动输送，并将皮棉处理成厚度均匀松散适度的棉层；

所述的图像采集模块，用于对皮棉图像的采集，采集一帧一帧的皮棉图像，并存入DSP相应的存储单元中；

所述的异纤识别模块，用于对存入DSP存储单元中的皮棉图像数据进行滤波、图像增强、二值化处理等预处理，并将预处理后的图像数据重新存入DSP存储单元；使用改进的Otsu算法分割图像，以获取图像中的异纤信息，把皮棉图像放在一个具有坐标网格线的坐标系里，首先提取出由Otsu算法分离出的异纤信息，然后将异纤图像与坐标系中对照，计算出异纤的坐标，实现对其精确定位；

所述的自动吹落模块，用于对异纤的自动剔除吹落，采用喷墨打印方式，将皮棉定位在64×64的方形区域中，并通过DSP处理器算法模块控制相应的喷气阀，通过气体瞬间快速吹落皮棉中的异纤。

4.根据权利要求3所述的一种基于图像采集和DSP算法的棉花导纤自动剔除系统，其特征在于：所述的输送模块包括：

除尘单元，用于对皮棉内灰尘的清除；

开松单元，用于对除尘后的皮棉的移动，抓松，将皮棉处理成厚度为2cm至4cm、松散密度为2.8 kg/m3至3.5kg/m3的棉层。

5.根据权利要求3所述的一种基于图像采集和DSP算法的棉花导纤自动剔除系统，其特征在于：所述的图像采集模块包括：

光照单元，包括高频荧光灯和紫外光源，用于对皮棉及异纤图像的照射，通过紫外光照使异纤能够清晰地显示在摄像机镜头前，便于图像的采集；

图像采集单元，用于对光照下的皮棉及异纤图像的采集和存储。

6.根据权利要求3所述的一种基于图像采集和DSP算法的棉花导纤自动剔除系统，其特征在于：所述的异纤识别模块包括：

DSP存储单元，用于对通过图像采集单元中采集和存储的图像进行数据处理并储存；

DSP处理器算法模块，用于将DSP存储单元中的图像数据进行滤波、图像增强、二值化处理等预处理，并将预处理后的图像数据重新存入DSP存储单元，使用改进的Otsu算法分割图像，以获取图像中的异纤信息，并对其精确定位；

 DSP控制器，用于控制相应网格上的高压喷气阀喷出高压气体将异纤吹落。