专利名称：纤维长度的测量方法、系统和存储介质的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用影像图的测量方法，特别涉及一种利用影像图来测量纤维长度的方法。
背景技术：
棉花纤维长度的测量对于棉花等级的鉴定具有重要意义。通过对棉花纤维长度的测量与分析所获得的相关数据，可进一步求出有关棉花纤维的各项指标参数，如平均长度、跨距长度以及长短纤维比例等等。而这些指标参数即是判定棉花等级的重要评比标准。因此，棉花纤维长度测量的相关技术研究，对于棉花产业确实具有关键性的应用价值。
目前有关棉花纤维长度的测量，大多采用制式的棉花纤维测量仪器，如棉花纤维光电长度仪等。上述的棉花纤维光电长度仪，是根据棉花纤维束的光亮度大小与棉花纤维束截面积成负相关的理论，以及棉花纤维长度随机分布的原理所设计而成的。实际执行时，即，将作为样本的棉花纤维束取一个截面，利用硒光电池等作为转换元件，测量光流量的大�。曰竦米魑镜拿藁ㄏ宋涑鏊〗孛娴某ざ扔朊藁ㄏ宋康南喙毓叵担扑忝藁ㄏ宋ざ鹊母飨钪副瓴问�。
上述的棉花纤维光电长度仪具有若干缺点。首先，由于其是制式的仪器，而且所应用的原理过于简单，因此精确度无法提高。其次，其所利用的光电元件在使用上常会产生误差，造成实际测量时的问题。再者，由于其是利用光流量的感应，外在环境的光线往往会对测量结果造成影响。
因此，如何以现有的工具开发出有效的测量方法与系统，确实是一个重要课题。
发明内容
考虑到这一点，本发明结合扫瞄器(scanner)、计算机(computer)以及配套的图像处理软件，对于棉花纤维所形成的影像图进行图像处理及分析，以期能有效地测量棉花纤维长度。
为达到上述目的，本发明提供一种棉花纤维长度的测量方法。首先，接收包含有棉花纤维图像的一个影像图。此影像图是将棉花纤维放置在一个扫瞄器而产生的，所述影像图可以是位图文件(BMP)。
接着，统计影像图的像素点的亮度值，以得到一个曲线图。具体地说，首先将影像图经过灰度等级转换程序，以得到灰度等级影像图。此影像图具有多个像素点，灰度等级转换程序是以下列公式来计算像素点的亮度值Y＝0.299×R+0.587×G+0.114×B其中Y为亮度值，R、G、B分别为像素点的第一色相值、第二色相值以及第三色相值。再将亮度值指定为每一像素点的第一色相值、第二色相值以及第三色相值，以形成灰度等级影像图。
然后，对灰度等级影像图逐行进行扫瞄，并统计每一行的亮度累计值。再以扫瞄的行数作为横座标，并以每一行的亮度累计值作为纵座标，构成曲线图。
最后，根据曲线图来计算棉花纤维的平均长度。具体来说，得到上述的曲线图后，首先确定曲线图的起点以及终点。起点是曲线图的最高点。终点的确定是通过下列步骤完成的首先在曲线图中选取一个参考点，再在此参考点的位置设置垂直线以及水平线。然后，将此水平线、此垂直线、曲线图的纵座标以及曲线图的横座标所围成的面积设置为参考面积。当参考面积与曲线图与纵座标及横座标所形成面积的比值小于预先设置的比值时，则将此参考点设置为终点。而后，根据起点、终点以及曲线图计算得到棉花纤维的平均长度。其中，在计算棉花纤维的平均长度时会先去除曲线图中的边缘区域，此边缘区域是将棉花纤维固定在扫瞄器时所产生的。
而且，本发明公开了一种存储介质，用于存储一个计算机程序，上述计算机程序被载入到另一个计算机系统中，并且使得上述计算机系统执行如上所述的棉花纤维长度的测量方法步骤。
而且，本发明提出一种棉花纤维长度的测量系统，该系统包括扫瞄器以及计算�？�。扫瞄器用于扫瞄棉花纤维以得到包含有棉花纤维的影像图。此影像图是将棉花纤维放置在扫瞄器所产生的，可以是位图文件(BMP)。计算�？橛糜诙杂跋裢冀蟹治觯缘玫角咄迹⒏萸咄技扑忝藁ㄏ宋钠骄ざ�。
具体来说，计算�？槎杂跋裢冀蟹治鍪保褂糜诮跋裢季叶鹊燃蹲怀绦颍缘玫交叶鹊燃队跋裢�。此影像图具有多个像素点，计算�？樵诨叶鹊燃蹲怀绦蛑邢纫韵铝泄郊扑阆袼氐愕牧炼戎礩＝0.299×R+0.587×G+0.114×B，其中Y为亮度值，R、G、B分别是每一像素点的第一色相值、第二色相值以及第三色相值。计算�？椴⒔炼戎抵付ㄎ恳幌袼氐愕牡谝簧嘀�、第二色相值以及第三色相值，以形成灰度等级影像图。计算�？榛苟曰叶鹊燃队跋裢贾鹦薪猩椋臣泼恳恍械幕叶壤奂浦担⒁陨榈男惺魑嶙辏悦恳恍械幕叶壤奂浦底魑葑辏怨钩汕咄�。
计算�？樵诩扑忝藁ㄏ宋钠骄ざ仁保热范ㄇ咄嫉钠鸬慵爸盏悖俑萜鸬�、终点以及曲线图计算得到棉花纤维的平均长度。起点是指曲线图的最高点。对于终点的确定，计算�？槭窃谇咄贾醒∪∫桓霾慰嫉悖僭诖瞬慰嫉愕奈恢蒙柚么怪毕咭约八较�。计算�？椴⑸柚么怂较�、此垂直线、曲线图的纵座标以及曲线图的横座标所围成的面积为参考面积，当参考面积与曲线图所形成面积的比值小于预先设置的比值时，计算�？樵蚪瞬慰嫉闵柚梦盏恪Ｆ渲屑扑隳？樵诩扑忝藁ㄏ宋钠骄ざ仁保嵯热コ咄贾械谋咴登颍吮咴登蚴墙藁ㄏ宋潭ㄔ谏槠魇彼�。
图1是示出本发明所公开的方法的执行流程图。
图2是示出本发明所公开的存储介质的示意图。
图3是示出本发明所公开的系统的功能方框图。
图4是示出本发明所公开的曲线图的示意图。
附图标记说明22棉花纤维长度测量的计算机程序30扫描器32计算�？�34影像图220 接收影像图的程序逻辑222 得到曲线图的程序逻辑224 计算棉花纤维平均长度的程序逻辑
具体实施例方式
参照图1，图1是说明本发明所公开的方法的执行流程图。首先，接收包含有棉花纤维图像的一个影像图(步骤S100)。此影像图是将棉花纤维放置在一个扫瞄器而产生，可以是位图文件(BMP)。
接着，将影像图经过灰度等级转换程序，以得到灰度等级影像图(步骤S102)。此影像图具有多个像素点，灰度等级转换程序以下列公式计算像素点的亮度值Y＝0.299×R+0.587×G+0.114×B其中Y为亮度值，R、G、B分别为像素点的第一色相值、第二色相值以及第三色相值。再将亮度值指定为每一像素点的第一色相值、第二色相值以及第三色相值，以形成灰度等级影像图。
然后，对灰度等级影像图逐行进行扫瞄，并统计每一行的亮度累计值。再以扫瞄的行数作为横座标，并以每一行的亮度累计值作为纵座标，形成曲线图(步骤S104)。
得到上述的曲线图后，确定曲线图的起点以及终点(步骤S106)。起点是曲线图的最高点。终点的确定是由下列步骤完成，首先在曲线图中选取一个参考点，再在此参考点的位置设置垂直线以及水平线。然后，将此水平线、此垂直线、曲线图的纵座标以及曲线图的横座标所围成的面积设置为参考面积。当参考面积与曲线图与纵座标及横座标所形成面积的比值小于预先设置的比值时，便将此参考点设置为终点。而后，去除曲线图中的边缘区域，此边缘区域是将棉花纤维固定在扫瞄器时所产生的(步骤S108)。根据起点、终点以及曲线图的计算得到棉花纤维的平均长度(步骤S110)。
参照图2，图2是示出本发明所公开的存储介质的示意图。如图所示，本发明提出一种存储介质20，用于存储一个计算机程序22，计算机程序22用于被载入至一个计算机系统中并且使得上述计算机系统执行如上所述的棉花纤维长度的测量方法。计算机程序22主要包括接收影像图的程序逻辑220、获得曲线图的程序逻辑222以及计算棉花纤维平均长度的程序逻辑224。
参照图3，图3是示出本发明所公开的系统的功能的方框图。本发明提出一种棉花纤维长度的测量系统，包括扫瞄器30以及计算模块32。扫瞄器30用于扫瞄棉花纤维以得到包含有棉花纤维的影像图34。影像图34是将棉花纤维放置在扫瞄器30而产生的，可以是位图文件。计算�？�32用于对影像图34进行分析，以得到曲线图，并根据曲线图计算棉花纤维的平均长度。
计算�？�32对影像图进行分析时，是将影像图34经过灰度等级转换程序，以得到灰度等级影像图。计算�？�32进一步对灰度等级影像图逐行进行扫瞄，统计每一行的灰度累计值，并以扫瞄的行数作为横座标，以每一行的灰度累计值作为纵座标，来构成曲线图。灰度等级转换程序的详细步骤如下，影像图34具有多个像素点，计算�？�32在灰度等级转换程序中先以下列公式计算像素点的亮度值Y＝0.299×R+0.587×G+0.114×B其中Y为亮度值，R、G、B分别为每一像素点的第一色相值、第二色相值以及第三色相值。计算�？�32并将亮度值指定为每一像素点的第一色相值、第二色相值以及第三色相值，以得到灰度等级影像图。
得到曲线图后，计算�？�32便计算棉花纤维的平均长度。计算模块32先确定曲线图的起点以及终点，再根据起点、终点以及曲线图计算得到棉花纤维的平均长度。起点是指曲线图的最高点。
参照图4，图4是示出本发明所公开的曲线图的示意图。对于终点的确定，计算模块32在曲线图中选取一个参考点，如图中A所示，再在此参考点的位置设置垂直线以及水平线。并且计算�？�32设置此水平线、此垂直线、曲线图的纵座标以及曲线图的横座标所围成的面积为参考面积，当参考面积与曲线图与纵座标及横座标所形成面积的比值小于预先设置的比值时，计算�？�32则将此参考点设置为终点。计算�？�32在计算棉花纤维的平均长度时，会先去除曲线图中的边缘区域，此边缘区域是将棉花纤维固定在扫瞄器30时所产生的。
综上所述，本发明所提出的方法，不受外在环境因素的影响，通过结合如扫瞄器、计算机等工具，辅以对应的图像处理软件，来计算棉花纤维长度，能解决现有技术无法解决的问题，以达到本发明所要达到的目的。
如上所述的方法及系统，是针对棉花纤维长度测量的问题提供一个动态而且全面的解决方案。如果上述方法和系统在某些条件下有所变更，例如图像文件的文件格式或灰度等级转换程序有所变更，则本发明所公开的方法及系统可随之调整以适应实际应用时的不同需求。
本发明所提出的方法及系统，或者其中的某些部份，能够以计算机程序(计算机指令)的方式加以实现，该计算机程序(计算机指令)可能内置在实体存储介质中，如软盘(floppy diskettes)、光盘(CD-ROMS)、硬盘(hard drives)或其它任何机器可读的存储介质中。当上述的计算机程序(计算机指令)经由诸如计算机等的机器载入并执行时，该载入计算机程序(计算机指令)的机器即转换为一个用于实现本发明的装置。再者，本发明所公开的方法和系统可以以计算机程序(计算机指令)的方式经由传输介质进行传输，如电线(electrical wire)、电缆(cable)、光纤(fiber optics)或其它任何可进行传输的传输介质。当上述经由传输介质传输的计算机程序(计算机指令)经由诸如计算机等的机器载入并执行时，该载入计算机程序(计算机指令)的机器即转换为一个用于实现本发明的装置。再者，本发明所公开的方法和系统可以以计算机程序(计算机指令)的形式应用于一个通用目的(general-purpose)处理器中，当上述应用于通用目的处理器的计算机程序(计算机指令)与该处理器相结合时，即提供一个用于实现本发明的装置，其功能相当于具有特定功能的逻辑电路(logic circuits)。
虽然本发明已经以优选实施例形式如上进行了公开，但本发明并不局限于此，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可以对本发明进行改变与修改，本发明的保护范围应当以所附的权利要求的限定为准。
权利要求
1.一种纤维长度的测量方法，包括下列步骤接收一个影像图，所述影像图包含有多个纤维的图像以及多个像素点；统计所述像素点的亮度值，以得到一个曲线图；以及根据所述曲线图，计算所述纤维的平均长度。
2.如权利要求1所述的纤维长度的测量方法，其中所述统计所述像素点的亮度值的步骤中，还包括使用一个灰度等级转换程序，将所述影像图转换成一个灰度等级影像图。
3.如权利要求2所述的纤维长度的测量方法，其中所述灰度等级转换程序包括下列步骤以下列公式计算所述像素点的亮度值Y＝0.299×R+0.587×G+0.114×B，其中Y为所述亮度值，R、G、B分别为每一所述像素点的第一色相值、第二色相值以及第三色相值；以及将每一像素点的所述第一色相值、所述第二色相值以及所述第三色相值指定为所述亮度值以形成所述灰度等级影像图。
4.如权利要求2所述的纤维长度的测量方法，其中所述得到所述曲线图的步骤中，还包括下列步骤统计所述灰度等级影像图每一行的亮度累计值；以及以所述灰度等级影像图进行统计的行数作为横座标，并以所述每一行的亮度累计值作为纵座标，构成所述曲线图。
5.如权利要求1所述的纤维长度的测量方法，其中计算所述纤维的平均长度的步骤中，还包括下列步骤确定所述曲线图的一个起点以及一个终点；以及根据所述起点、所述终点以及所述曲线图计算得到所述纤维的平均长度。
6.如权利要求5所述的纤维长度的测量方法，其中所述起点是所述曲线图的最高点。
7.如权利要求5所述的纤维长度的测量方法，其中所述确定所述终点的步骤，更包括下列步骤在所述曲线图中选取一个参考点；在所述参考点的位置设置一个垂直线以及一个水平线；设置所述水平线、所述垂直线、所述曲线图的纵座标以及所述曲线图的横座标所围成的面积为一参考面积；以及当所述参考面积与所述曲线图与纵座标及横座标所形成面积的比值小于一预先设置的比值时，将所述参考点设置为所述终点。
8.如权利要求1所述的纤维长度的测量方法，其中所述影像图是一个位图文件(BMP)。
9.如权利要求1所述的纤维长度的测量方法，其中所述影像图是将所述纤维放置在扫瞄器而产生。
10.如权利要求1所述的纤维长度的测量方法，其中所述计算所述纤维的平均长度的步骤中，还包括去除所述曲线图中的一个边缘区域，其中所述边缘区域是将所述纤维固定在扫瞄器时所产生。
11.如权利要求1所述的纤维长度的测量方法，其中所述纤维是棉花纤维。
12.一种存储介质，用于存储一个计算机程序，所述计算机程序用于被载入到一个计算机系统中并且使得所述计算机系统执行如权利要求1至11中任一项所述的纤维长度的测量方法。
13.一种纤维长度的测量系统，包括扫瞄器，用于扫瞄多个纤维以得到一个影像图，所述影像图包含有所述纤维的图像以及多个像素点；计算�？椋漶詈系剿錾槠鳎糜谕臣扑鱿袼氐愕牧炼戎担缘玫揭桓銮咄迹约坝糜诟菟銮咄迹扑闼鱿宋钠骄ざ�。
14.如权利要求13所述的纤维长度的测量系统，其中所述计算�？榛褂糜谑褂靡桓龌叶鹊燃蹲怀绦颍鲇跋裢甲怀梢桓龌叶鹊燃队跋裢肌�
15.如权利要求14所述的纤维长度的测量系统，其中所述计算�？樵谒龌叶鹊燃蹲怀绦蛑校韵铝泄郊扑闼鱿袼氐愕牧炼戎礩＝0.299×R+0.587×G+0.114×B，其中Y为所述亮度值，R、G、B分别为每一所述像素点的第一色相值、第二色相值以及第三色相值，所述计算模块并将每一像素点的所述第一色相值、所述第二色相值以及所述第三色相值指定为所述亮度值，以形成所述灰度等级影像图。
16.如权利要求14所述的纤维长度的测量系统，其中所述计算�？樵诘玫剿銮咄际保雇臣扑龌叶鹊燃队跋裢济恳恍械牧炼壤奂浦担⒁运龌叶鹊燃队跋裢冀型臣频男惺魑嶙辏运雒恳恍械牧炼壤奂浦底魑葑辏钩伤銮咄�。
17.如权利要求13所述的纤维长度的测量系统，其中所述计算�？樵诩扑闼鱿宋钠骄ざ仁保褂糜谌范ㄋ銮咄嫉囊桓銎鸬阋约耙桓鲋盏悖约案菟銎鸬�、所述终点以及所述曲线图计算得到所述纤维的平均长度。
18.如权利要求17所述的纤维长度的测量系统，其中所述起点是所述曲线图的最高点。
19.如权利要求17所述的纤维长度的测量系统，其中所述计算�？樵谌范ㄋ鲋盏闶保窃谒銮咄贾醒∪∫桓霾慰嫉悖谒霾慰嫉愕奈恢蒙柚靡桓龃怪毕咭约耙桓鏊较撸⑸柚盟鏊较�、所述垂直线、所述曲线图的纵座标以及所述曲线图的横座标所围成的面积为一参考面积，当所述参考面积与所述曲线图与纵座标及横座标所形成面积的比值小于一个预先设置的比值时，所述计算�？樵蚪霾慰嫉闵柚梦鲋盏�。
20.如权利要求13所述的纤维长度的测量系统，其中所述影像图是一个位图文件(BMP)。
21.如权利要求13所述的纤维长度的测量系统，其中所述计算�？樵诩扑闼鱿宋钠骄ざ仁保褂糜谌コ銮咄贾械囊桓霰咴登颍渲兴霰咴登蚴墙鱿宋潭ㄔ谒錾槠魇彼�。
22.如权利要求13所述的纤维长度的测量系统，其中所述纤维是棉花纤维。
全文摘要
本发明涉及一种纤维长度的测量方法，首先接收包含有纤维图像及像素点的影像图。然后，统计像素点的亮度值以得到一个曲线图。最后，根据所得到的曲线图，计算纤维的平均长度。
文档编号G01B21/02GK1712890SQ200410061608
公开日2005年12月28日 申请日期2004年6月23日 优先权日2004年6月23日
发明者朱尤栋 申请人:明基电通股份有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
