CN110490846B - 一种对光纤图像进行几何尺寸测试的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种对光纤图像进行几何尺寸测试的方法和装置，通过将光纤图像导入matlab中；获得所述光纤图像的最大灰度值；根据所述光纤图像的最大灰度值，确定包层边界坐标和芯层边界坐标；对所述包层边界坐标和芯层边界坐标进行滤波处理；对所述滤波处理后的所述包层边界坐标和芯层边界坐标进行多项式拟合，计算测试结果。实现了基于光纤端面图像，利用matlab自动对大芯径光纤图像进行几何尺寸测试，测试重复性精度完全可控，且已经投入实际应用，具有良好的测试效果，从而解决了现有技术中缺乏自动对大芯径光纤进行几何尺寸测试的matlab程序的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及光纤自动化测试技术领域，特别涉及一种对光纤图像进行几何尺寸测试的方法和装置。
背景技术
光纤是现代通信主要传播介质之一，光纤的几何参数关系到光通信中光的耦合传输、接续等方面的性能，测量光纤的几何参数成为光纤测试的必需项目之一。近十年来国内外对于特种光纤的需求与日俱增，特别是随着大芯径光纤在高功率光纤激光器中的大量使用，但大芯径光纤的几何尺寸参数测量一直没有得到很好的解决，各种不同结构的大芯径光纤的几何测量成为难题。目前市场化的测试设备有且仅有美国PHOTON KINETICS生产制造，此生产商设备的几何参数测试光路严格保密，且仅能测量圆形包层直径为130um以下的光纤。
但本发明申请人发现现有技术至少存在如下技术问题：
现有技术中缺乏自动对大芯径光纤进行几何尺寸测试的matlab程序。
发明内容
本发明提供了一种对光纤图像进行几何尺寸测试的方法和装置，用以解决现有技术中缺乏自动对大芯径光纤进行几何尺寸测试的matlab程序的技术问题。
鉴于上述问题，提出了本申请实施例以便提供一种对光纤图像进行几何尺寸测试的方法和装置。
第一方面，本发明提供了一种对光纤图像进行几何尺寸测试的方法，所述方法包括：将光纤图像导入matlab中；获得所述光纤图像的最大灰度值；根据所述光纤图像的最大灰度值，确定包层边界坐标和芯层边界坐标；对所述包层边界坐标和芯层边界坐标进行滤波处理；对所述滤波处理后的所述包层边界坐标和芯层边界坐标进行多项式拟合，计算测试结果。
优选的，所述获得所述光纤图像的最大灰度值之前，包括：判断所述光纤图像是否灰度过饱和；如果所述光纤图像灰度过饱和，重新拍摄光纤图像；如果所述光纤图像灰度不过饱和，获得所述光纤图像的最大灰度值。
优选的，所述根据所述光纤图像的最大灰度值，确定包层边界坐标和芯层边界坐标，包括：根据所述光纤图像的最大灰度值，确定最大灰度的百分比范围；根据所述最大灰度的百分比范围，确定包层边界坐标和芯层边界坐标。
优选的，所述对所述包层边界坐标和芯层边界坐标进行滤波处理，包括：将所述包层边界坐标和芯层边界坐标分至四象限坐标；将所述包层边界坐标和芯层边界坐标的四象限坐标转换为极坐标；根据所述极坐标，设定极坐标线段的阈值；根据所述阈值对所述包层边界坐标和芯层边界坐标进行滤波处理。
优选的，所述对所述滤波处理后的所述包层边界坐标和芯层边界坐标进行多项式拟合，计算测试结果，包括：若光纤的包层为圆形，根据椭圆拟合计算获得所述光纤的不圆度和芯包同心度和芯包直径。
优选的，所述对所述滤波处理后的所述包层边界坐标和芯层边界坐标进行多项式拟合，计算测试结果，包括：若光纤的包层为多边形，根据所述包层极坐标呈现的高斯曲线，根据分段拟合，获得波峰波谷位置；根据所述波峰波谷位置，计算获得所述包层顶点到顶点长度、边到边的长度、不圆度、芯包同心度和芯包直径。
第二方面，本发明提供了一种对光纤图像进行几何尺寸测试的装置，所述装置包括：
第一导入单元，所述第一导入单元用于将光纤图像导入matlab中；
第一获得单元，所述第一获得单元用于获得所述光纤图像的最大灰度值；
第一确定单元，所述第一确定单元用于根据所述光纤图像的最大灰度值，确定包层边界坐标和芯层边界坐标；
第一滤波单元，所述第一滤波单元用于对所述包层边界坐标和芯层边界坐标进行滤波处理；
第一计算单元，所述第一计算单元用于对所述滤波处理后的所述包层边界坐标和芯层边界坐标进行多项式拟合，计算测试结果。
优选的，所述装置还包括：
第一判断单元，所述第一判断单元用于判断所述光纤图像是否灰度过饱和；
第一执行单元，所述第一执行单元用于如果所述光纤图像灰度过饱和，重新拍摄光纤图像；
第二获得单元，所述第二获得单元用于如果所述光纤图像灰度不过饱和，获得所述光纤图像的最大灰度值。
优选的，所述装置还包括：
第一确定单元，所述第一确定单元用于根据所述光纤图像的最大灰度值，确定最大灰度的百分比范围；
第二确定单元，所述第二确定单元用于根据所述最大灰度的百分比范围，确定包层边界坐标和芯层边界坐标。
优选的，所述装置还包括：
第二执行单元，所述第二执行单元用于将所述包层边界坐标和芯层边界坐标分至四象限坐标；
第一转换单元，所述第一转换单元用于将所述包层边界坐标和芯层边界坐标的四象限坐标转换为极坐标；
第一设定单元，所述第一设定单元用于根据所述极坐标，设定极坐标线段的阈值；
第二滤波单元，所述第二滤波单元用于根据所述阈值对所述包层边界坐标和芯层边界坐标进行滤波处理。
优选的，所述装置还包括：
第三获得单元，所述第三获得单元用于若光纤的包层为圆形，根据椭圆拟合计算获得所述光纤的不圆度和芯包同心度和芯包直径。
优选的，所述装置还包括：
第四获得单元，所述第四获得单元用于若光纤的包层为多边形，根据所述包层极坐标呈现的高斯曲线，根据分段拟合，获得波峰波谷位置；
第五获得单元，所述第五获得单元用于根据所述波峰波谷位置，计算获得所述包层顶点到顶点长度、边到边的长度、不圆度、芯包同心度和芯包直径。
第三方面，本发明提供了一种对光纤图像进行几何尺寸测试的装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：将光纤图像导入matlab中；获得所述光纤图像的最大灰度值；根据所述光纤图像的最大灰度值，确定包层边界坐标和芯层边界坐标；对所述包层边界坐标和芯层边界坐标进行滤波处理；对所述滤波处理后的所述包层边界坐标和芯层边界坐标进行多项式拟合，计算测试结果。
第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现以下步骤：将光纤图像导入matlab中；获得所述光纤图像的最大灰度值；根据所述光纤图像的最大灰度值，确定包层边界坐标和芯层边界坐标；对所述包层边界坐标和芯层边界坐标进行滤波处理；对所述滤波处理后的所述包层边界坐标和芯层边界坐标进行多项式拟合，计算测试结果。
本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：
本发明实施例提供的一种对光纤图像进行几何尺寸测试的方法和装置，通过将需要进行分析计算的光纤图像导入matlab中，利用matlab自动计算光纤图像的最大灰度值，获得所述光纤图像的最大灰度值，接着根据所述光纤图像的最大灰度值，利用最大灰度值的百分比范围来定义哪里是包层和纤芯的边界，实现包层边界坐标和芯层边界坐标的确定，然后对所述包层边界坐标和芯层边界坐标进行滤波处理，将干扰项滤除，以避免引入包层边界和芯层边界的不真实边界坐标而影响测试结果，对所述滤波处理后的所述包层边界坐标和芯层边界坐标进行多项式拟合，得到需要计算分析图像的所有观测点，得到观测数据的客观分析场，最后计算出光纤图像的几何尺寸测试结果。实现了基于光纤端面图像，利用matlab自动对大芯径光纤图像进行几何尺寸测试，测试重复性精度完全可控，满足光纤端面图像进行几何尺寸测试测试结果自动化、精准度高要求的技术效果。从而解决了现有技术中缺乏自动对大芯径光纤进行几何尺寸测试的matlab程序的技术问题。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
图1为本发明实施例的一种对光纤图像进行几何尺寸测试的方法的流程示意图；
图2为本发明实施例中对光纤图像进行几何尺寸测试的方法图像灰度剖面图；
图3为本发明实施例中一种对光纤图像进行几何尺寸测试的装置的结构示意图；
图4为本发明实施例中另一种对光纤图像进行几何尺寸测试的装置的结构示意图。
附图标记说明：第一导入单元11，第一获得单元12，第一确定单元13，第一滤波单元14，第一计算单元15，总线300，接收器301，处理器302，发送器303，存储器304，总线接口306。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种对光纤图像进行几何尺寸测试的方法和装置，解决了现有技术中缺乏自动对大芯径光纤进行几何尺寸测试的matlab程序的技术问题。
本发明实施例中的技术方案，总体思路如下：
将光纤图像导入matlab中；获得所述光纤图像的最大灰度值；根据所述光纤图像的最大灰度值，确定包层边界坐标和芯层边界坐标；对所述包层边界坐标和芯层边界坐标进行滤波处理；对所述滤波处理后的所述包层边界坐标和芯层边界坐标进行多项式拟合，计算测试结果。实现了基于光纤端面图像，利用matlab自动对大芯径光纤图像进行几何尺寸测试，测试重复性精度完全可控，且已经投入实际应用，具有测试结果快速精准的技术效果。
应理解，本发明实施例中，所述matlab是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。MATLAB是matrix&laboratory两个词的组合，意为矩阵工厂(矩阵实验室)。是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言(如C、Fortran)的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C，FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多，并且MATLAB也吸收了像Maple等软件的优点，使MATLAB成为一个强大的数学软件。在新的版本中也加入了对C，FORTRAN，C++，JAVA的支持。
应理解，本发明实施例中，所述多项式拟合是用一个多项式展开去拟合包含数个分析格点的一小块分析区域中的所有观测点，得到观测数据的客观分析场。展开系数用最小二乘拟合确定。但此方法的区域多项式拟合并不稳定，当资料缺测时更是如此,而且会导致分析在拟合的各个区域之间不连续。直接替代法(又称直接插值法)是最简单的数据同化方法，认为所有观测值都准确，将观测值直接替代对应点的模型地报量(模报值，观测点外的状态变量通过插值得到。该方法简单易行.但没有考虑观测数据自身的误差以及与模型状态变量之间的联系，会导致连续模报过程出现跳跃，使观测点外的模型交量只有靠模式内部自我调整，收敛效果不理想。
下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
实施例一
图1为本发明实施例中一种对光纤图像进行几何尺寸测试的方法的流程示意图，如图1所示，所述方法包括：
步骤110：将光纤图像导入matlab中。
步骤120：获得所述光纤图像的最大灰度值。
步骤130：根据所述光纤图像的最大灰度值，确定包层边界坐标和芯层边界坐标。
步骤140：对所述包层边界坐标和芯层边界坐标进行滤波处理。
步骤150：对所述滤波处理后的所述包层边界坐标和芯层边界坐标进行多项式拟合，计算测试结果。
具体而言，首先将需要分析计算的光纤图像导入matlab中，matlab是用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境。接着自动计算光纤图像的最大灰度值，结合图2，从光纤图像的灰度剖面图可知，明场图像背景是很低的灰度台阶，其次是光纤包层，灰度台阶最高的就是纤芯区域，因为我们根据最大灰度的百分比范围来定义哪里是包层和纤芯的边界，将其坐标确定下来。定义了边界坐标后，需要进一步进行滤波处理，一是因为光纤图像的包层边缘有崩口，这是测试样本在超声切割时难免造成，二是光纤样本在切割完后端面难免会有少量灰尘，三是电荷耦合器的白噪点，在拍摄时难免引入。这三点使得按百分比定义边界后，引入了不是真实边界的坐标。边界坐标滤波处理后进行多项式拟合。对于圆形的纤芯和包层，通过椭圆拟合的方式计算出圆心坐标、拟合圆直径，椭圆长轴长度、椭圆短轴长度、得到椭圆长短轴长度就可以计算不圆度。另外对于特殊多边形包层形状的，尤其是现在主流的八边形包层，其边界坐标滤波处理后，边界极坐标实际上八段首尾相连高斯曲线，可以通过分段拟合方式，做八个高斯曲线多项式趋近拟合，得到八个波峰和波谷的位置，对应位置即为八边形八个顶点位置和八个圆心到边的垂点位置，就可以计算四个顶点到顶点长度和四对边到边长度。最后依据matlab相关命令自动保存相关数据到指定路径下文件，实现了基于光纤端面图像，利用matlab自动对大芯径光纤图像进行几何尺寸测试，测试重复性精度完全可控，且已经投入实际应用，具有良好的自动测试效果，从而解决了现有技术中缺乏自动对大芯径光纤进行几何尺寸测试的matlab程序的技术问题。
进一步的，所述获得所述光纤图像的最大灰度值之前，包括：判断所述光纤图像是否灰度过饱和；如果所述光纤图像灰度过饱和，重新拍摄光纤图像；如果所述光纤图像灰度不过饱和，获得所述光纤图像的最大灰度值。
具体而言，导入所需要分析计算的光纤图像后，自动判断光纤图像是否灰度过饱和，如果过饱和给出提示重新拍摄图像。因为整个分析运算是基于图像灰度值的运算，一般电荷耦合器的灰度动态范围在0到254个灰阶，如果灰度值过饱和，运算中会出现大面积像素点灰度大于254的情况，使得计算结果不准确；另外因为图像是高对比度图像，使得纤芯和包层拉开足够梯度，不管明场图像还是暗场图像，纤芯是灰度值最高的区域，也为了提高测试重复性精度，可以定义纤芯区域的最高灰度值的范围。
进一步的，所述根据所述光纤图像的最大灰度值，确定包层边界坐标和芯层边界坐标，包括：根据所述光纤图像的最大灰度值，确定最大灰度的百分比范围；根据所述最大灰度的百分比范围，确定包层边界坐标和芯层边界坐标。
具体而言，结合图2，从图像的灰度剖面图可知，图像背景是很低的灰度台阶，其次是光纤包层，灰度台阶最高的就是纤芯区域，因为根据最大灰度的百分比范围来定义哪里是包层和纤芯的边界，将其坐标确定下来，举例而言，对于20/400双包层大模场掺镱光纤，可以定义10％到15％为包层边界、定义80％到85％为芯层边界，这种方法同样可以适用于其他型号光纤高对比度光纤图像中，其百分比可以根据实际情况调整。
进一步的，所述对所述包层边界坐标和芯层边界坐标进行滤波处理，包括：将所述包层边界坐标和芯层边界坐标分至四象限坐标；将所述包层边界坐标和芯层边界坐标的四象限坐标转换为极坐标；根据所述极坐标，设定极坐标线段的阈值；根据所述阈值对所述包层边界坐标和芯层边界坐标进行滤波处理。
具体而言，定义了边界坐标后，需要进一步进行滤波处理，滤波是将信号中特定波段频率滤除的操作，是抑制和防止干扰的一项重要措施，滤波分为经典滤波和现代滤波。一是因为光纤图像的包层边缘有崩口，这是测试样本在超声切割时难免造成，二是光纤样本在切割完后端面难免会有少量灰尘，三是电荷耦合器的白噪点，在拍摄时难免引入。这三点使得我们按百分比定义边界后，引入了不是真实边界的坐标。为了将这些坐标滤除，采取移动边界的中心到平面坐标零点，将四个象限的坐标转换成极坐标，因为包层边界的对称性，如果是八边形包层将呈现规则的波浪状曲线，圆形包层呈现直线，定义曲线或者直线的上下阈值实现滤波，这种方法可以同样可以适用于其他形状的多边形。
进一步的，所述对所述滤波处理后的所述包层边界坐标和芯层边界坐标进行多项式拟合，计算测试结果，包括：若光纤的包层为圆形，根据椭圆拟合计算获得所述光纤的不圆度和芯包同心度和芯包直径。
具体而言，边界坐标滤波处理后进行多项式拟合。对于圆形的纤芯和包层，通过椭圆拟合的方式计算出圆心坐标、拟合圆直径，椭圆长轴长度、椭圆短轴长度、得到椭圆长短轴长度就可以计算不圆度，如果是纤芯边界椭圆拟合的计算结果，就对应着纤芯直径、纤芯不圆度，如果是包层椭圆拟合的结果，就对应着包层直径、包层不圆度，同时得到了纤芯圆心坐标和包层圆心坐标，我们就得到了芯包同心度，至此全部几何尺寸测算出来，当然得到的结果是以像素为单位的，我们只需要用一个已知几何尺寸的标准纤进行测算，将像素单位换算到长度单位即可。
进一步的，所述对所述滤波处理后的所述包层边界坐标和芯层边界坐标进行多项式拟合，计算测试结果，包括：若光纤的包层为多边形，根据所述包层极坐标呈现的高斯曲线，根据分段拟合，获得波峰波谷位置；根据所述波峰波谷位置，计算获得所述包层顶点到顶点长度、边到边的长度、不圆度、芯包同心度和芯包直径。
具体而言，对于特殊多边形包层形状的，尤其是现在主流的八边形包层，其边界坐标滤波处理后，边界极坐标实际上八段首尾相连高斯曲线，可以通过分段拟合方式，做八个高斯曲线多项式趋近拟合，得到八个波峰和波谷的位置，对应位置即为八边形八个顶点位置和八个圆心到边的垂点位置，就可以计算四个顶点到顶点长度和四对边到边长度，至此完成八边形包层几何直径测算，其他多边形结果亦可用此类似方法。实现了基于光纤端面图像，利用matlab自动对大芯径光纤图像进行几何尺寸测试，测试精准度稳定，对于特殊几何图形处理依然适用。
实施例二
基于与前述实施例中一种对光纤图像进行几何尺寸测试的方法同样的发明构思，本发明还提供一种对光纤图像进行几何尺寸测试的装置，如图3所示，所述装置包括：
第一导入单元11，所述第一导入单元11用于将光纤图像导入matlab中；
第一获得单元12，所述第一获得单元12用于获得所述光纤图像的最大灰度值；
第一确定单元13，所述第一确定单元13用于根据所述光纤图像的最大灰度值，确定包层边界坐标和芯层边界坐标；
第一滤波单元14，所述第一滤波单元14用于对所述包层边界坐标和芯层边界坐标进行滤波处理；
第一计算单元15，所述第一计算单元15用于对所述滤波处理后的所述包层边界坐标和芯层边界坐标进行多项式拟合，计算测试结果。
进一步的，所述装置还包括：
第一判断单元，所述第一判断单元用于判断所述光纤图像是否灰度过饱和；
第一执行单元，所述第一执行单元用于如果所述光纤图像灰度过饱和，重新拍摄光纤图像；
第二获得单元，所述第二获得单元用于如果所述光纤图像灰度不过饱和，获得所述光纤图像的最大灰度值。
进一步的，所述装置还包括：
第一确定单元，所述第一确定单元用于根据所述光纤图像的最大灰度值，确定最大灰度的百分比范围；
第二确定单元，所述第二确定单元用于根据所述最大灰度的百分比范围，确定包层边界坐标和芯层边界坐标。
进一步的，所述装置还包括：
第二执行单元，所述第二执行单元用于将所述包层边界坐标和芯层边界坐标分至四象限坐标；
第一转换单元，所述第一转换单元用于将所述包层边界坐标和芯层边界坐标的四象限坐标转换为极坐标；
第一设定单元，所述第一设定单元用于根据所述极坐标，设定极坐标线段的阈值；
第二滤波单元，所述第二滤波单元用于根据所述阈值对所述包层边界坐标和芯层边界坐标进行滤波处理。
进一步的，所述装置还包括：
第三获得单元，所述第三获得单元用于若光纤的包层为圆形，根据椭圆拟合计算获得所述光纤的不圆度和芯包同心度和芯包直径。
进一步的，所述装置还包括：
第四获得单元，所述第四获得单元用于若光纤的包层为多边形，根据所述包层极坐标呈现的高斯曲线，根据分段拟合，获得波峰波谷位置；
第五获得单元，所述第五获得单元用于根据所述波峰波谷位置，计算获得所述包层顶点到顶点长度、边到边的长度、不圆度、芯包同心度和芯包直径。
前述图1实施例一中的一种对光纤图像进行几何尺寸测试的方法的各种变化方式和具体实例同样适用于本实施例的一种对光纤图像进行几何尺寸测试的装置，通过前述对一种对光纤图像进行几何尺寸测试的方法的详细描述，本领域技术人员可以清楚的知道本实施例中一种对光纤图像进行几何尺寸测试的装置的实施方法，所以为了说明书的简洁，在此不再详述。
实施例三
基于与前述实施例中一种对光纤图像进行几何尺寸测试的方法同样的发明构思，本发明还提供一种对光纤图像进行几何尺寸测试的装置，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现前文所述一种对光纤图像进行几何尺寸测试的方法的任一方法的步骤。
其中，在图4中，总线架构(用总线300来代表)，总线300可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线300将包括由处理器302代表的一个或多个处理器和存储器304代表的存储器的各种电路链接在一起。总线300还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口306在总线300和接收器301和发送器303之间提供接口。接收器301和发送器303可以是同一个元件，即收发机，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。
处理器302负责管理总线300和通常的处理，而存储器304可以被用于存储处理器302在执行操作时所使用的数据。
实施例四
基于与前述实施例中一种对光纤图像进行几何尺寸测试的方法同样的发明构思，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现以下步骤：将光纤图像导入mat lab中；获得所述光纤图像的最大灰度值；根据所述光纤图像的最大灰度值，确定包层边界坐标和芯层边界坐标；对所述包层边界坐标和芯层边界坐标进行滤波处理；对所述滤波处理后的所述包层边界坐标和芯层边界坐标进行多项式拟合，计算测试结果。
在具体实施过程中，该程序被处理器执行时，还可以实现实施例一中的任一方法步骤。
本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：
本发明实施例提供的一种对光纤图像进行几何尺寸测试的方法和装置，通过将需要进行分析计算的光纤图像导入matlab中，利用matlab自动计算光纤图像的最大灰度值，获得所述光纤图像的最大灰度值，接着根据所述光纤图像的最大灰度值，利用最大灰度值的百分比范围来定义哪里是包层和纤芯的边界，实现包层边界坐标和芯层边界坐标的确定，然后对所述包层边界坐标和芯层边界坐标进行滤波处理，将干扰项滤除，以避免引入包层边界和芯层边界的不真实边界坐标而影响测试结果，对所述滤波处理后的所述包层边界坐标和芯层边界坐标进行多项式拟合，得到需要计算分析图像的所有观测点，得到观测数据的客观分析场，最后计算出光纤图像的几何尺寸测试结果。实现了基于光纤端面图像，利用matlab自动对大芯径光纤图像进行几何尺寸测试，测试重复性精度完全可控，满足光纤端面图像进行几何尺寸测试测试结果自动化、精准度高要求的技术效果。从而解决了现有技术中缺乏自动对大芯径光纤进行几何尺寸测试的matlab程序的技术问题。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (8)
1.一种对光纤图像进行几何尺寸测试的方法，其特征在于，所述方法包括：
将光纤图像导入matlab中；
获得所述光纤图像的最大灰度值；
根据所述光纤图像的最大灰度值，确定包层边界坐标和芯层边界坐标；
对所述包层边界坐标和芯层边界坐标进行滤波处理；
对所述滤波处理后的所述包层边界坐标和芯层边界坐标进行多项式拟合，计算测试结果；
其中，所述对所述包层边界坐标和芯层边界坐标进行滤波处理，包括：
将所述包层边界坐标和芯层边界坐标分至四象限坐标；
将所述包层边界坐标和芯层边界坐标的四象限坐标转换为极坐标；
根据所述极坐标，设定极坐标线段的阈值；
根据所述阈值对所述包层边界坐标和芯层边界坐标进行滤波处理。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获得所述光纤图像的最大灰度值之前，包括：
判断所述光纤图像是否灰度过饱和；
如果所述光纤图像灰度过饱和，重新拍摄光纤图像；
如果所述光纤图像灰度不过饱和，获得所述光纤图像的最大灰度值。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述光纤图像的最大灰度值，确定包层边界坐标和芯层边界坐标，包括：
根据所述光纤图像的最大灰度值，确定最大灰度的百分比范围；
根据所述最大灰度的百分比范围，确定包层边界坐标和芯层边界坐标。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述滤波处理后的所述包层边界坐标和芯层边界坐标进行多项式拟合，计算测试结果，包括：
若光纤的包层为圆形，根据椭圆拟合计算获得所述光纤的不圆度和芯包同心度和芯包直径和芯包直径。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述滤波处理后的所述包层边界坐标和芯层边界坐标进行多项式拟合，计算测试结果，包括：
若光纤的包层为多边形，根据所述包层极坐标呈现的高斯曲线，根据分段拟合，获得波峰波谷位置；
根据所述波峰波谷位置，计算获得所述包层顶点到顶点长度、边到边的长度、不圆度、芯包同心度和芯包直径。
6.一种对光纤图像进行几何尺寸测试的装置，其特征在于，所述装置包括：
第一导入单元，所述第一导入单元用于将光纤图像导入matlab中；
第一获得单元，所述第一获得单元用于获得所述光纤图像的最大灰度值；
第一确定单元，所述第一确定单元用于根据所述光纤图像的最大灰度值，确定包层边界坐标和芯层边界坐标；
第一滤波单元，所述第一滤波单元用于对所述包层边界坐标和芯层边界坐标进行滤波处理；
第一计算单元，所述第一计算单元用于对所述滤波处理后的所述包层边界坐标和芯层边界坐标进行多项式拟合，计算测试结果；
第二执行单元，所述第二执行单元用于将所述包层边界坐标和芯层边界坐标分至四象限坐标；
第一转换单元，所述第一转换单元用于将所述包层边界坐标和芯层边界坐标的四象限坐标转换为极坐标；
第一设定单元，所述第一设定单元用于根据所述极坐标，设定极坐标线段的阈值；
第二滤波单元，所述第二滤波单元用于根据所述阈值对所述包层边界坐标和芯层边界坐标进行滤波处理。
7.一种对光纤图像进行几何尺寸测试的装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：
将光纤图像导入matlab中；
获得所述光纤图像的最大灰度值；
根据所述光纤图像的最大灰度值，确定包层边界坐标和芯层边界坐标；
对所述包层边界坐标和芯层边界坐标进行滤波处理；
对所述滤波处理后的所述包层边界坐标和芯层边界坐标进行多项式拟合，计算测试结果；
其中，所述对所述包层边界坐标和芯层边界坐标进行滤波处理，包括：
将所述包层边界坐标和芯层边界坐标分至四象限坐标；
将所述包层边界坐标和芯层边界坐标的四象限坐标转换为极坐标；
根据所述极坐标，设定极坐标线段的阈值；
根据所述阈值对所述包层边界坐标和芯层边界坐标进行滤波处理。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现以下步骤：
将光纤图像导入matlab中；
获得所述光纤图像的最大灰度值；
根据所述光纤图像的最大灰度值，确定包层边界坐标和芯层边界坐标；
对所述包层边界坐标和芯层边界坐标进行滤波处理；
对所述滤波处理后的所述包层边界坐标和芯层边界坐标进行多项式拟合，计算测试结果；
其中，所述对所述包层边界坐标和芯层边界坐标进行滤波处理，包括：
将所述包层边界坐标和芯层边界坐标分至四象限坐标；
将所述包层边界坐标和芯层边界坐标的四象限坐标转换为极坐标；
根据所述极坐标，设定极坐标线段的阈值；
根据所述阈值对所述包层边界坐标和芯层边界坐标进行滤波处理。
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