面向雕刻设备的图像处理系统

摘要

随着经济和文化的日新月异，商品包装承载了越来越多的情感寄托。包装审美的提高对包装设计提出了更高的要求，好的包装设计能够成为商品的无声代言，这就需要我们在个性化包装上提出新的思路。加工设备能满足个性化包装的需要，例如激光雕刻机，不但可以用于加工通用产品，也可以用于加工出个性化的产品来用于商品的包装。 针对雕刻设备目前只能加工出平面图像，并且存在的识别精度问题，软件与加工设备不匹配，用于个性化包装的工序复杂，局限性比较大，实际应用受到限制的问题，提出结合图像处理来解决的方法，从而尽可能大的发挥加工设备的应用价值。本文通过图像处理系统的设计来实现将图像可以直接用于加工设备满足产品的个性化包装，具体功能体现在以下几个方面： （1）实现图像预处理过程。彩色图像需要处理成灰度图来做进一步的图像处理工作，把含有亮度和色彩的彩色图像处理成灰度图像。 （2）实现图像的分层加工处理。利用MATLAB软件对文中提出的图像分层算法进行仿真实验，能够将图像根据需要进行分层，可以实现对图像进行不同层数的分层，分层后的图像可以合成原图像。经过系统处理后的图像，导入雕刻设备，雕刻设备加工过程中根据每层设定的强度进行加工，加工出来的图像具有丰富的层次感，实现平面图像到立体物体的操作。 （3）加工强度的设定。运用图像处理系统来提高雕刻设备对图形的适用性、识别度以及加工强度。改善雕刻设备的兼容性，用户根据自己的需要对图像进行不同层数的图像分层处理，导入雕刻设备设定相应的加工强度进行加工处理，操作简单方便。 （4）研究成果用于产品包装，结构上的创新使产品具有创意和趣味性，符合产品的个性化包装需求，呈现视觉艺术，顺应消费者的购买心理。 本文以上述几个方面为研究目的对系统进行设计，满足了雕刻设备的识别度，并且取得了理想效果，适合在雕刻设备中普及。

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1 绪论

1.1 研究背景

1.2 图像处理的现状和发展趋势

1.3 研究的主要内容

1.4 本章小结

2 图像分层的算法研究

2.1 图像分层工具（Matlab）

2.1.1 Matlab软件介绍

2.1.2 Matlab图像处理工具箱

2.2 改进的经验模式分解算法

2.2.1 经验模式分解法

2.2.2 基于灰度值的图像分层

2.2.3 改进的经验模式分解法

2.3 改进的遗传算法

2.3.1 遗传算法

2.3.2 遗传算法基本操作

2.3.3 改进的遗传算法

2.4 本章小结

3 系统实现

3.1 加工设备的问题描述

3.2 分层图像处理系统的实现

3.2.1 图像预处理

3.2.2 图像的特征提取

3.2.3 图像的多阈值分层

3.3 本章小结

4 结果与分析

4.1 激光加工技术

4.1.1 激光加工系统

4.1.2 系统参数设置

4.2 实例

4.3 结果分析

4.4 本章小结

5 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

个人简历、在校期间研究成果

致谢