[发明专利]一种光子晶体光纤的端面结构特征提取方法

权利要求书

1.一种光子晶体光纤的端面结构特征提取方法，其特征在于：其包括以下步骤：

S1、获得原始光纤端面图；

S2、对原始光纤端面图放大后进行灰度化处理获得灰度图，原始光纤端面图的放大比例为2500倍；

S3、对灰度图进行滤波处理获得滤波后平滑图像：利用滤波器对S2获得的灰色图进行滤波，滤除图像中的低频区域而留下光纤气孔边界的高频区域，并去除图像噪声部分从而获得滤波后平滑图像；

S4、对滤波后平滑图像进行阈值化处理获得二值化图像：矩阵J1(i,j)为滤波处理后得到的滤波后平滑图像数据的存储矩阵；

对J1(i,j)矩阵的每一个元素值做阈值分割处理，设定阈值q，将矩阵中所有大于或者等于q的元素值都赋值为255，将所有小于q的元素值都赋值为0，得到黑白的二值化图像；

S5、对二值化图像进行边缘提取获得光纤建模图像；边缘提取算法采取Canny算子进行计算；采用不同的组合参数得到不同的边缘提取效果，组合参数包括截止频率D₀、滤波器的阶数n、系数m、阈值q以及不同的阈值化处理条件；

S6、判断光纤建模图像是否合格，通过将光纤建模图像中的光纤气孔的位置与形状与原始光纤端面图中的进行比较来判断获得的光纤建模图像是否合格；并且

S7、如果光纤建模图像合格则用其进行光纤建模否则返回步骤S3，修改组合参数，重新提取光纤建模图像。

2.根据权利要求1所述的光子晶体光纤的端面结构特征提取方法，其特征在于：S2中灰度化处理是将图像中每个像素的RGB值转化为单一的灰度值，具体灰度转化式为：

Gray＝(R*30+G*59+B*11)/100；

其中Gray表示灰度，值域为0-255，R表示红色值，G表示绿色值，B表示蓝色值，值域均为0-255。

3.根据权利要求1所述的光子晶体光纤的端面结构特征提取方法，其特征在于：所述滤波器为布特沃斯滤波器。

4.根据权利要求1所述的光子晶体光纤的端面结构特征提取方法，其特征在于：S3中得到滤波后平滑图像的具体步骤如下所述：

①对含有噪声的灰度图进行傅里叶变换，得到含有噪声的灰度图的傅里叶变换函数F(u,v)；

②利用公式计算滤波器的传递函数：

H(u,v)=11+m[D0D(u,v)]2n]]>

式中，D(u,v)＝[u²+v²]^0.5，表示从滤波器频率域的原点到(u,v)点的距离；D₀为滤波器的截止频率，n为滤波器的阶数，m为滤波器系数，默认值0.414；

③利用以下公式计算滤波后平滑图像的傅里叶变换函数：

G(u,v)＝H(u,v)·F(u,v)

其中，G(u,v)是滤波后平滑图像的傅里叶变换变换，F(u,v)是含有噪声的灰度图的傅里叶变换函数，H(u,v)是滤波器的传递函数；

④对G(u,v)进行傅里叶逆变换，得到去除噪声后的滤波后平滑图像g(x,y)。