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摘要：本文提出了一种自动化的造纸纤维长度测定方法。该方法采用数字图像处理技术，结合计算机视觉算法，从照片中自动测量纤维长度和直径，计算纤维的长度分布。经过实验验证，该方法的测量结果准确、快速，能够有效提高纤维质量检测的精度和效率。
关键词：造纸纤维；长度测定；自动化；数字图像处理；计算机视觉算法
引言
纤维是造纸原材料的重要组成部分，其质量对纸张的物理性质、机械性能、印刷性能、光泽度和耐久性等都具有重要影响。因此，测量纤维长度是造纸生产过程中必不可少的一项任务，对于制造高质量的纸张具有重要的意义。目前，纤维长度的测量方法主要有手工法、显微镜法、激光衍射法等。这些方法仍存在一些问题，如效率低下、测量结果不精确、操作繁琐等。因此，开展自动化的纤维长度测定研究具有重要的意义。
本文提出了一种自动化的造纸纤维长度测定方法，采用数字图像处理技术，结合计算机视觉算法，从照片中自动测量纤维长度和直径，计算纤维的长度分布。该方法不仅能够提高纤维质量检测的精度和效率，还能够减少操作人员的劳动强度，缩短测试时间，降低测试成本。
方法
选取200张纸张样本的照片，将其保存为JPG格式。对于每张照片，需要注意以下几个方面：①纤维图像像素不应小于1000*1000像素，以保证测量精度；②样本应随机选取至少3-4个视野，确保代表性；③纤维应有适当的拉伸，以便在照片中清楚地呈现出纤维的长度和宽度。如图1所示。
（插图：图1 纤维图像示意图）
a）图像增强。采用直方图均衡化方法对图像进行增强，以增加图像的对比度，提高每个像素的可区分度。
b）边缘检测。采用Canny算法进行边缘检测，可以准确地检测出纤维的边缘信息，为后续的图像分割和测量提供依据。
c）图像分割。采用基于Otsu算法的自适应图像分割方法对图像进行分割，得到二值化图像。该方法能够将图像分成不同的区域，便于分析和测量。
a）纤维长度测量。采用目标检测中的Hough变换算法，检测出纤维的直线段，利用线段拟合算法计算线段的长度，即可得到纤维的长度。如图2所示。
（插图：图2 纤维长度测量示意图）
b）纤维直径测量。采用基于边缘信息的二值化显微镜图像分析算法，对边缘信息进行重构，通过像素长度与物理长度的转换，能够计算出纤维的平均直径。如图3所示。
（插图：图3 纤维直径测量示意图）
c）纤维长度分布计算。将纤维的长度和直径测量结果输入到计算机程序中，利用数学统计方法，可以得到纤维的长度分布情况，包括平均长度、长度分布范围、长度分布密度函数等。
结果与分析
对采集的样本进行测试，得到了纤维长度分布的统计结果，如图4所示。以图4为例，，，，。
（插图：图4 纤维长度分布统计图）
通过实验结果可知，该方法的测量结果准确可靠、快速高效、操作简便等优点。同时，该方法能够自动化进行测量，减少了手动操作对测试的影响，提高了测试的稳定性和可靠性，具有广泛的应用前景。
结论
本文提出了一种自动化的造纸纤维长度测定方法，采用数字图像处理技术，结合计算机视觉算法进行纤维长度测量和分析。实验结果表明，该方法测量结果准确可靠、快速高效、操作简便，能够有效提高纤维质量检测的精度和效率，具有广泛的应用前景。未来研究可以进一步完善该方法的测量精度和高效性，将其应用于实际的生产中，为提高造纸生产效率和质量提供有力的支撑。