臺灣博碩士論文加值系統

本文主要目的是利用彩色影像分割、特徵萃取及顏色辨識，來進行1/4瓦特之四色碼及五色碼電阻辨識並計算其電阻值。以機械視覺代替人眼，對不易辨識之微小色環取像，並以人工智慧自行判斷正確之電阻值。
在研究中，首先將彩色色碼圖形抽取出R、G、B各圖層，並以史密特分割之方法，分割出各圖層色環之邊界，再將各圖層整合得到完整色環邊界，完成外型特徵萃取。色彩辨識演算法是基於RGB與HSI兩個色彩模型，對各色環進行分析，建立一顏色查詢表，作為色彩辨識之依據，完成色彩特徵萃取。結合外型特徵萃取及色彩特徵萃取，得到一比對樣本。此比對樣本為本研究最重要的部份，影響著此系統之辨識正確率。
本系統經測試結果，其在四色碼的辨識率為86%(測試樣本50個電阻)；五色碼的辨識率為78%(測試樣本50個電阻)。

A machine vision system was employed to evaluate the values of color-bar resistors. One fourth watt four-color resistors and five-color resitors were used in this study.
The edges of the color bars of the resistors were first located by using the Schmitt trigger for the red, green and blue frames. Then, the edges obtained from these three frames were combined by using the AND operation to acquire the location of the color bars. The standard colors for each color bar were obtained from 30 training samples for the four-color and five-color resistors, respectively. The pixel value which occured most frequently was considered as the standard color. The standard colors included the values of hue, red, green and blue.
Fifty samples were employed in the testing procedure for each kind of resistors. The successive indentification rates were 86% and 78% for the four-color resistors and five-color resistors, respectively.

中文摘要 IV
Abstract V
目次 VI
表目次 VIII
圖目次 IX
第一章 前言 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究目的 1
第二章 文獻探討 2
2.1 影像處理之應用 2
2.2 光源校正 5
2.3 色碼電阻辨識之相關研究 5
第三章 理論分析 7
3.1 色彩基礎 7
3.2 彩色視覺 8
3.3 色彩模型 10
3.3.1 RGB模型 10
3.3.2 CMY模型 11
3.3.3 HSI模型 11
3.3.4 RGB與HSI色彩模型轉換 12
3.4 色碼電阻 14
3.5 影像分割 17
3.5.1 臨界值法 17
3.5.2 RGB向量空間中的分割 17
3.6 中值濾波 18
3.7 侵蝕與膨脹 18
3.7.1 侵蝕 18
3.7.2 膨脹 19
3.8 史密特觸發器 20
第四章 實驗設備與方法 23
4.1 實驗材料 23
4.2 實驗設備 23
4.3 實驗方法 24
4.3.1 彩色影像擷取 25
4.3.2 色彩校正 27
4.3.3 影像前處理 28
4.3.4 電阻色環萃取 31
4.3.5 色環分析 37
4.3.6 色碼辨識 38
第五章 結果與討論 40
5.1 電阻色碼辨識系統輸出畫面 40
5.2 彩色影像擷取結果 43
5.3 色彩校正結果 45
5.4 電阻色環萃取結果 45
5.5 色環分析之結果 46
5.6 色碼辨識結果 46
5.7 辨識系統失敗之原因 48
5.7.1 取像不良造成色碼辨識錯誤 48
5.7.2 打光不良 48
5.7.3 色環印製不良 49
5.7.4 色碼電阻放置方向錯誤 50
第六章 結論與建議 52
6.1 結論 52
6.2 建議 53
參考文獻 54
附錄A Visual Basic程式碼 56
附錄B Matlab 程式碼 62
附錄C 四色碼訓練樣本 89
附錄D 五色碼訓練樣本 91
附錄E 四色碼測試樣本 93
附錄F 五色碼測試樣本 96

1.繆紹綱譯。2005。數位影像處理─運用 MATLAB (Digital Image Processing Using MATLAB)。台北：東華書局。
2.高瑞賢、王金松。2004。電子電路。台北：全華書局。
3.黃錦華、郭塗註。2002。基本電學1。台北：華興書局，
4.彭明柳。1999。Visual Basic 6 中文專業版徹底研究。台北：博碩文化。
5.翁聖浲、謝清祿。2003。機器視覺於蘭花瓶苗物性模式建立之研究。研討會專輯15-27。台北：台灣生物機電學會學術研討會。
6.徐子建、謝廣文、廖晟瑋、陳君瑜、陳世銘、陳家增、謝俊夫、蔡兆胤、洪辰雄、李經緯、邱奕志、江昭皚。2006。芒果外部品質檢測之應用研究。2006年生物機電工程研討會論文集。
7.楊清富、李芳繁。1994。應用機械視覺進行蕃茄顏色分級之研究。農業機械學刊3(1)：15-29。
8.李芳繁、蔡玉芬。1997。以機器視覺與類神經網路分級玫瑰切花之研究。農業機械學刊6(1):57-69。
9.黃膺任。1997。以影像處理與類神經網路分級胡蘿蔔之研究。碩士論文。農業工程學報43(3):86-101。
10.席友亮、李芳繁。2001。以機器視覺分級文心蘭切花之研究。農業機械學刊10(1):17-30
11.黃國益、林聖泉。2000。應用機器視覺於蝴蝶蘭在大苗期幾何特徵之估算。農業機械學刊9(2):57-69。
12.朱峻民。2003。應用機器視覺於農機元件之加工成品品質鑑定。碩士論文。台中：中興大學生物產業機電工程學系。
13.李明達。2001。水分逆境下植物影像特徵分析之研究。碩士論文。台北：國立台灣大學生物產業機電工程學研究所。
14.游天龍。2005。彩色影像辨識技術應用於機器人運動控制之研究。碩士論文。台南：南台科技大學電機工程學系。
15.簡樹桐。1994。彩色影像分析在電阻器色碼辨認上的應用研究。碩士論文。台北：臺灣師範大學工業教育研究所。
16.康維中。2004。利用彩色特徵分佈的紋理影像切割。碩士論文。高雄：義守大學資訊工程學系。
17.黃仲裕。2001。不同光線下彩色影像色彩校準之研究。碩士論文。花蓮：東華大學資訊工程學系。
18.戴安琦。2003。以分水嶺分割法為基礎的彩色分割研究。碩士論文。台北：淡江大學資訊工程學系。
19.Gonzalez, R. C. and R. E. Woods. 2002. Digital Image Processing (2nd Edition). Prentice Hall.