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具有清晰輪廓的復(fù)雜二維圖像矢量化處理及數(shù)控加工
摘要：伴隨著全球數(shù)字化的不斷發(fā)展，目前網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)消消地潛入到了我們生活之中，涉及的領(lǐng)域之廣已經(jīng)超出了我們的想像，其中工程項(xiàng)目尤為突顯。我國工業(yè)方面一直被認(rèn)定為是全球的“領(lǐng)軍”大國，但是目前制造業(yè)水平還是遠(yuǎn)不及發(fā)展國家。好多的工廠還是使用傳統(tǒng)機(jī)床，雖然目前已經(jīng)逐步轉(zhuǎn)化形式，從手工不斷向數(shù)控發(fā)展，但是針對現(xiàn)有的數(shù)控加工設(shè)備還是不能完美的處理工藝不同階段的各個(gè)流程，對于清晰輪廓的復(fù)雜二維圖像操作還需要進(jìn)一步的研究。
為了使得復(fù)雜輪廓圖像更加頻繁的進(jìn)入我們的工廠，本課題的研究通過多個(gè)軟件，從而進(jìn)行了探討。首先利用平日的攝影技術(shù)對圖像進(jìn)行采集。接下來進(jìn)行圖片預(yù)處理，包括對工件軌跡圖像進(jìn)行濾波、銳化、灰度處理、邊緣檢測等，將圖片矢量化，該環(huán)節(jié)主要采用Adobe Photoshop CS6和Adobe Streamline軟件。然后經(jīng)過 Auto Cad 軟件進(jìn)行擬合，將形成的矢量圖進(jìn)行修改完善。最后利用 CAD/CAM軟件（UG8.0）將CAD格式的輪廓轉(zhuǎn)化為可以識別的文件，利用CAM加工模塊自動(dòng)生成數(shù)控加工程序，經(jīng)過檢驗(yàn)后輸入到數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工。
通過數(shù)字圖像處理技術(shù)與數(shù)控加工相結(jié)合的方法從根源上彌補(bǔ)了目前CAD/CAM 軟件不可以直接打開位圖圖像進(jìn)行數(shù)控加工程序生成的不足，同時(shí)增加了數(shù)控機(jī)床對復(fù)雜軌跡進(jìn)行加工的效率，很好的解決實(shí)際生產(chǎn)問題。
關(guān)鍵詞：邊緣檢測；矢量化；格式轉(zhuǎn)換；數(shù)控編程
II
Have a clear outline of complex two-dimensional image vector quantization Richard and nc machining
Abstract：With the development of global computer networks, current computer can not do without us, and gradually infiltrated into every field in our computer-aided software engineering project has been fully widely used. Our industrial sector though has been the major powers of the world, but still less than the current level of development of the national manufacturing sector. Many factories still use traditional tools, although now gradually infiltrated into the NC operations, but for various processes existing CNC machining equipment is not a perfect treatment process for the clear outline of a complex two-dimensional image operation needs further study.
In order to make more frequent complex contour image into our factory, research of this subject by multiple software, which was discussed. Firstly weekdays photography image acquisition. Then perform image preprocessing, including the trajectory of the workpiece image filtering, sharpening, gradation processing, edge detection, the image vectorization, which links the main use Adobe Photoshop CS6 and Adobe Streamline software. Then through Auto Cad software fitting vector will be formed to revise and improve. Finally, the use of CAD / CAM software (UG8.0) will outline CAD formats into a file that can be recognized, the use of CAM processing module automatically generates the NC program, after the test input to the CNC machine tools for processing.
Reference image processing and CNC machining combination makes up the current CAD / CAM software can not directly extract bitmap images disadvantage NC program generation, while improving CNC machine tool for complex machining trajectory efficiency, a good solution to the actual production problems .
Keyword：Edge Detection;Vectorization;Format Conversion; NC programming
III
目 錄
摘要 I
Abstract II
目錄 Ⅲ
1 緒論 1
1.1 數(shù)字圖像處理的概括 1
1.1.1 數(shù)字圖像處理的發(fā)展以及現(xiàn)狀 2
1.1.2 數(shù)字圖像處理的特點(diǎn) 2
1.2 矢量圖的概括 3
1.3 數(shù)控加工處理技術(shù)的概括 4
1.4 本文研究的內(nèi)容 5
1.4.1 課題提出的意義 5
1.4.2 論文的內(nèi)容安排 5
2 圖像的采集與確定 7
3 圖像的預(yù)處理 9
3.1 圖像的增強(qiáng) 9
3.2 圖像的灰度處理 11
3.3 圖像的二值化處理 12
3.4 圖像邊緣檢測 13
3.5 矢量圖的呈現(xiàn) 14
4 數(shù)控加工程序的生成 15
4.1 CAM模塊的介紹 15
4.2 線切割加工生成刀具軌跡 15
4.3 二維輪廓等距算法 15
4.4 生成數(shù)控加工程序 16
4.5 驗(yàn)證與校核 18
5 總結(jié) 20
V
參考文獻(xiàn) 21
致謝 22
2
1 緒論
1.1 數(shù)字圖像處理的概括
在我們的日常生活中，圖像應(yīng)該就是可以用肉眼看到的畫面，它包括：紙上面的、膠卷上的、電腦屏幕上的等等。它們根據(jù)記錄方式的不同可以分為模擬圖像和數(shù)字圖像這兩大類，其中前者是通過某些物理量，比如說根據(jù)光、電的強(qiáng)弱的變化就可以來描述一張圖片；而后者則是使用計(jì)算機(jī)收藏的數(shù)據(jù)來記錄圖像上各像素點(diǎn)的信息。目前圖像存儲在計(jì)算機(jī)中常用的格式有：BMP、PNG、PSD、JPG、PSD等。想要將這些圖像應(yīng)用于各領(lǐng)域，比如機(jī)械、電子、航空航天、紡織、輕工以及建筑等各個(gè)領(lǐng)域，這就需要進(jìn)行圖像進(jìn)行基礎(chǔ)的處理。
析、加工和處理等。而數(shù)字圖像處理（digital image processing）就是利用電腦對目標(biāo)圖像進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理的的一種技術(shù)[1]。通過對數(shù)字圖像進(jìn)行處理可以使圖像進(jìn)行基礎(chǔ)的修改，例如通過降噪，銳化等改善獲得的圖像質(zhì)量，或是從整個(gè)圖像中提取有效信息，并且還可以對圖像進(jìn)行體積壓縮，便于傳輸和保存。通過數(shù)字處理后的圖像目前主要可以分為
圖1.1常見位圖（左）和矢量圖（右）
畫制作軟件3Dmax等這些都是目前比較出色的圖像處理軟件；另外