一种基于图像处理的氧化锆光纤套管通道质量检测方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于图像处理的氧化锆光纤套管通道质量检测方法，包括以下步骤：利用光源投射部分、光纤排布部分和影像比对部分构建检测系统，其中，光纤排布部分位于光源投射部分的光路上，使得光源投射部分投射在光纤排布部分上后，能够在影像接收装置上形成光纤套管通道投影图像；光源投射部分进行投射，产生受检样品的投影影像；对得到的受检样品的投影影像进行图像处理，并根据图像处理结果判断受检样品是否合格。本发明能够提高检测的效率和精准度。
【专利说明】
一种基于图像处理的氧化锆光纤套管通道质量检测方法
技术领域
[0001]本发明涉及光纤套管检测技术领域，特别是涉及一种基于图像处理的氧化锆光纤套管通道质量检测方法。
【背景技术】
[0002]当今世界，通信领域正在发生一场深刻的变革，光纤通信技术的发展成为推动这行变革的原动力，光纤通信已成为新世纪最耀眼的“朝阳产业”。光纤连接器是使用量最大的无光源器件，据美国凯斯勒公司(Kinemetries Inc.)调查，1998年世界单模和多模光纤连接器的产量就已经超过8200万个，并以23%的年增长率增长，但了2002年，已经达到了2.83亿个，其中北美和亚太地区是世界光纤连接器需求量最大的地区。在我国，随着“八横八纵”光纤干线网络和各层告诉宽带接入网的相继建成已经计算机网络的日益普及，近几年来对光纤连接器的需求量也以30%的速度增长，由此可见，光纤连接器的制备和推广已成为通信领域革命的领军产业。
[0003]光纤连接器是通过两个插针的精密对接来实现光纤中光信号的连续传输的。插针应具有极高的尺寸精度和使用稳定性，目前广泛应用的插针类型是氧化锆陶瓷PSZ(Partially Stabilized Zirconia)插针，约占整个插针市场的95%以上。
[0004]氧化锆陶瓷插针所采用的生产工艺要求复杂，它要求光纤要能够很容易地穿过插针体的微孔，同时，插针体应该具备足够的强度和耐磨性，以及较高的机械加工精度，特别是内孔和同轴度的加工精度应保证在I以内。如此高的工艺要求造成了氧化锆陶瓷插针生产良品率的保证难度，使得插针通道规格情况参差不齐，这就让许多消费者和使用者经常会遇到插针通道不合规格，光纤无法接入的情况，相应的，相关生产厂家的市场推广也受到一定影响。因此，对于氧化锆光纤套管通道的规格检测，就成为了生产厂家产品质量保证和市场信誉保证的关键技术。
[0005]然而，目前对于氧化锆光纤套管通道检测还没有相关成熟的技术，生产厂家多采用人工光纤接入试验来抽样验证产品的合格率，如此方法，不仅效率低下，也浪费了一定的人力物力资源，并在大规模光纤套管通道检测方面具有极大的局限性和误差性，不能很好地满足市场经济产品需求。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是提供一种基于图像处理的氧化锆光纤套管通道质量检测方法，提高检测的效率和精准度。
[0007]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种基于图像处理的氧化锆光纤套管通道质量检测方法，包括以下步骤:
[0008](I)利用光源投射部分、光纤排布部分和影像比对部分构建检测系统，其中，光纤排布部分位于光源投射部分的光路上，使得光源投射部分投射在光纤排布部分上后，能够在影像接收装置上形成光纤套管通道投影图像；
[0009](2)光源投射部分进行投射，产生受检样品的投影影像；
[0010](3)对得到的受检样品的投影影像进行图像处理，并根据图像处理结果判断受检样品是否合格。
[0011]所述步骤(3)包括以下子步骤:
[0012](31)将得到的受检样品的投影影像进行灰度领域转化；
[0013](32)对灰度领域转化后的图像采用拉普拉斯算子进行锐化处理，得到边缘信息强化后的图像；
[0014](33)针对边缘的凸显性对锐化处理后的图像进行二值化处理；
[0015](34)将得到二值化图像与事先取得的规范图像进行相减比对，得到结果与设定的阈值相比较，若在阈值以内，则说明所检测的产品合格，否则，则为不合格。
[0016]所述光源投射部分为点阵激光源。
[0017]所述光纤排布部分的光纤套管阵列装载设备采用不透光材料构成。
[0018]所述规范图像是采用合格样品在构建的检测系统进行投射得到的影像。
[0019]所述影像接收装置为液晶屏。
[0020]有益效果
[0021]由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果:本发明可以使氧化锆光纤套管的质量检测工作变得高效而便捷，在一定程度上实现检测工作的智能化和自动化，从根本上抛弃原有检测方式的随机性和不准确性，能够大大节省人工成本和提升品牌形象，进而可广泛应用于氧化锆光纤套管制作的工业领域。
【附图说明】
[0022]图1是本发明的流程图；
[0023]图2是本发明的基本构架示意图；
[0024]图3是受检样品装载排布示意图；
[0025]图4是合格样品和不合格样品的投影图像比对效果示意图；
[0026]图5是合格样品和不合格样品的实际投影图像比对图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0028]本发明的实施方式涉及一种基于图像处理的氧化锆光纤套管通道质量检测方法，该对光纤套管的检测不需要对样本进行实际应用试验，仅通过图像处理技术就可获取样本的通道情况，使产品的质量检测变得极为方便，如图1所示，其包含以下几个方面:
[0029]光源投射部分:由于氧化锆光纤套管通道细小，故而一般的光束不能够投射其中形成良好的比对影像，应采用单色性、方向性、相干性好，亮度高的激光束来进行投射。另一方面，可采用多束激光形成激光点阵，成片投射，对多个氧化锆光纤接头套管通道进行同时检测，从而进行大批量光纤套管质检工作，提高工作效率。
[0030]光纤排布部分:可取定多个受检样本，排布过后放置于光路当中，使激光点阵投射其上，在后面的接收液晶屏上形成光纤套管通道投影图像。这里需要注意的是，排布固定氧化锆光纤套管的设备，其制作材料应具有不透光性，并对于氧化锆光纤套管的固定应尽量减小结合缝隙，以避免在后面产生的投影图像上产生较大的干扰。
[0031 ]影像比对部分:在激光投射目标之后，应在光路上设置影像接收装置，这里选用液晶屏，使激光投射后形成的通道影像能够显示呈现，并可以采集传输至PC端。此后，利用图像处理技术对接收到的投影影像进行处理。首先，将得到的图像进行灰度领域转化，将图像转化为灰度图像，然后，对得到的灰度图像采用Laplace算子进行锐化处理，得到边缘信息强化后的图像，此后，针对边缘的凸显性，将边缘像素全部转化为“I”，其余非边缘信息像素全部设定为“O”，进而得到二值化图像，最后将得到二值化图像与事先取得的规范图像(SP合格产品形成的二值化图像)进行相减比对，得到结果与设定的阈值相比较，若在阈值以内，则说明所检测的产品合格，光纤通道情况良好，否则，则为不合格。
[0032]在应用本发明进行光纤套管检测工作前，如图2所示，需要取定一个合格产品的标准投影图，即先对一个已经确定合格的光纤套管进行投影成像，保存生成图像作为比对标准，随后检测过程中得到的所有产品的投影成像都需要和标准图像做比对，进而确定受检对象是否合格。
[0033]当确定标准投影后，可设立多束激光发射装置形成点阵激光源，然后利用相应的设备对氧化锆光纤套管进行装载，构成9个为一组的光纤套管阵列(3*3)，其中，光纤套管阵列相应的装载设备均采用不透光材料构成，使得阵列中除了光纤套管中央的通道孔洞可以投影成像外，其他部分均不能投影成像，如此，即可在液晶屏上得到所有受检光纤套管通道的影像，而排除其他因素的干扰。装置结构示意如图3所示。
[0034]当装载排列好的受检光纤套管传送至光路位置时，向其投射点阵激光，在后面的接收液晶屏上得到各光纤通道的投影成像。采样整个成像结果，对所得图像进行分割处理，得到每个光纤套管对应的通道影像。接下来，进一步选取合适的图像模板对所得到的投影成像的一定区域进行闭运算，以消除一些因漏光而形成的噪声点。此后，再对去除噪声后的图像进行拉普拉斯锐化处理，得到较为明晰的通道图像边缘信息，并针对边缘信息对图像进行二值化处理，得到最终的图像处理结果。
[0035]得到最终的光纤通道图像处理结果后，需要与标准样本进行比对判断，如图4所示。取结果图像与事先采定的标准样本图像进行对应像素相减运算，若运算结果在设定阈值以内，说明受检样本通道影像和标准的几乎一致，即受检样本也是合格样本;若相减运算得到的结果超出了我们允许的阈值，则说明受检样本的通道不符规格，为不合格样本，应予以剔除。对受检的样本阵列进行逐个判断后，使相应设备标记不合格样本的对应位置，接下来，对样本阵列进行卸载时，按标记与否进行分类卸载，合格的样本卸载至一定位置，不合格的样本卸载至另一位置，如此，即完成氧化锆光纤结构通道合格与否的检测工作。
[0036]本发明提出的氧化锆光纤套管通道检测方法可以根据具体应用场合予以不同的改进，使光纤套管的检测工作在一定程度上实现高效化和自动化，大量节约人力物力资源，也在一定程度上提升了产品出货的良好率，可以广泛应用到光纤套管生产的工业检测领域当中。
[0037]实验验证:
[0038]取定品质质量已知的两份样本，使用遮光材料固定于激光光源面前，再使激光光源照射其上，光束通过样本中间空洞在接受屏上形成光斑图像，再利用去燥、锐化等图像处理技术对样本投影图像处理之后，形成比对效果如图5所示。
[0039]从图5可以发现，合格产品可以形成近乎规则的圆环图像，证明该样品中间孔洞完整通畅，不会影响使用效果，属于可接受产品。而不合格产品不能形成圆环图像，中间会有严重的重影阻碍，证明该样本中间孔洞不符合笔直通透的工程要求，会导致光纤无法穿透，属于应淘汰产品。
[0040]综上，本发明可以明显的区分合格样品和不合格样品的投影图像，具有可观稳定的检测效果，同时拥有技术简单、成本低廉等优点，可以良好的应用于光纤套管通道检测领域。
【主权项】
1.一种基于图像处理的氧化锆光纤套管通道质量检测方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)利用光源投射部分、光纤排布部分和影像比对部分构建检测系统，其中，光纤排布部分位于光源投射部分的光路上，使得光源投射部分投射在光纤排布部分上后，能够在影像接收装置上形成光纤套管通道投影图像； (2)光源投射部分进行投射，产生受检样品的投影影像； (3)对得到的受检样品的投影影像进行图像处理，并根据图像处理结果判断受检样品是否合格。2.根据权利要求1所述的基于图像处理的氧化锆光纤套管通道质量检测方法，其特征在于，所述步骤(3)包括以下子步骤: (31)将得到的受检样品的投影影像进行灰度领域转化； (32)对灰度领域转化后的图像采用拉普拉斯算子进行锐化处理，得到边缘信息强化后的图像； (33)针对边缘的凸显性对锐化处理后的图像进行二值化处理； (34)将得到二值化图像与事先取得的规范图像进行相减比对，得到结果与设定的阈值相比较，若在阈值以内，则说明所检测的产品合格，否则，则为不合格。3.根据权利要求1所述的基于图像处理的氧化锆光纤套管通道质量检测方法，其特征在于，所述光源投射部分为点阵激光源。4.根据权利要求1所述的基于图像处理的氧化锆光纤套管通道质量检测方法，其特征在于，所述光纤排布部分的光纤套管阵列装载设备采用不透光材料构成。5.根据权利要求1所述的基于图像处理的氧化锆光纤套管通道质量检测方法，其特征在于，所述规范图像是采用合格样品在构建的检测系统进行投射得到的影像。6.根据权利要求1所述的基于图像处理的氧化锆光纤套管通道质量检测方法，其特征在于，所述影像接收装置为液晶屏。
【文档编号】G01N21/84GK106097364SQ201610444997
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月20日
【发明人】郝矿荣, 原博炜, 丁永生
【申请人】湖北精圭锆业有限公司, 东华大学