毕业设计（论文）-基于数字图像处理技术的机件缺陷检测系统.docx

毕业设计 题 目 基于数字图像处理技术的机件缺陷检测系统 学生姓名 * 学 号 13*17 专业班级 计算机科学与技术*指导教师 * 学 院 计通学院 答辩日期 2017.6.15 基于数字图像处理技术的机件缺陷检测系统Mechanical Defect Detection System Based on Digital Image Processing Technology*（*）13*兰州理工大学毕业设计前 言当今世界的发展，使得人类物质极大化丰富，各种机件组合为人们的衣、食、住、行提供了便利，但是随着机件的使用磨损程度会不断提高，机件运转的安全性也得不到保证，可能会在生产、生活的过程中出现巨大的隐患，不利于社会的发展和资源的合理利用。机件的缺陷检测已经成为我们计算机行业发展所必须解决的问题了，我们要通过对图像的处理，对机件进行定期检测，一方面保证生产、生活的安全性，一方面做到合理使用资源，提高资源有效利用率。图像处理的主要方法有：图像增强、复原、编码、压缩等。最早使用该技术的是美国的实验室在20世纪60年代采用图像处理技术，通过几何校正、灰度变换、去除噪声等方法进行处理，考虑太阳对月球的影响，成功绘制出月球表面地图，实践证明该方法取得了很大的成功。20世纪70年代数字图像处理技术在医学上也取得了巨大的成功，其主要成果是CT装置，可以清晰并且无损伤检测人体各部位断层图像，该技术也成功获得1979年诺贝尔奖，说明它对人类做出的贡献。20世纪70年代中期开始，随着人工智能、计算机视觉、数学科学研究的迅速发展，数字图像处理也向更深层次进行了发展。I摘 要随着社会的发展和时代的进步，机件成为生活和工作必不可缺的一部分，如何高效率的使用机件，在机件有效的使用程度内使其创造的经济效益最大化，是我们学习和工作的一个重要方向。该系统的功能设计主要是采用B/S模式，开发环境具体包含有jdk 1.8.0_121+Eclipse 4.5.2+Apache Tomcat/8.0.38,开发框架选用的是SpringMVC，数据库设计模式主要选用的是MySQL 5.7.12。该系统的设计分为管理员和用户两个层面。户主要是登录系统、机件检测、查看机件文化、机件新闻、添加项目展示、提出建议、退出系统七大模块；管理员权限是可以添加待机检测机件样品，添加新闻信息、给普通用户赋权限等。设计的基础是对上传的完好机件图像和需检测机件的图像进行对比检测，通过算法进行缺陷检测，对比获得机件磨损、消耗的程度，从而给出相应的处理意见。用MySQL进行数据库设计，更安全的保存数据，使机件缺陷检测系统检测结果可信度增加。机件检测会更加高效的利用资源，一方面是提高社会效益，另一方面是有助于资源的高效利用。关键词：图像处理；缺陷检测；数据库设计；AbstractWith the development of society and the progress of the times, mechanical parts become an indispensable part of life and work, how to use the machine efficiently, which maximizes the economic benefit that is created by the efficient use of machine,is an impoartant direction for us to learn and work.The function design of the system design is mainly B / S mode, the development environment specifically contains jdk 1.8.0_121 + Eclipse 4.5.2 + Apache Tomcat / 8.0.38, the development framework is chosen SpringMVC, database design mode is the main choice of MySQL 5.7.12. The design of the system is divided into administrators and users. The main authority is to log in the system, detect the machine , view the mechanical culture and mechanical news, add the project display, make recommendations, exit the system seven modules; administrator privileges can add standby test machine parts, add news information, give rights to ordinary users and so on. The basis of the design is to compare the image of the uploaded machine and the image of the machine to be detected. By means of the algorithm, the paper presents the corresponding processing suggestions by the degree of wear and tear of the machine. Using MySQL for database design, more secure data is saved, and the reliability of test results of the machine defect detection system increases. Mechanical testing will use resources more efficiently, on the one hand is to improve social benefits, on the other hand is to facilitate the efficient use of resources.Key words: image processing; defect detection; database design; 目录摘 要IIAbstractIII第1章 绪论11.1 开发背景11.2 可行性分析研究11.3结论意见11.4 系统目标21.5 系统特点2第2章 需求分析32.1需求分析32.2业务流程图42.3系统流程图52.4数据流图52.5数据字典6第3章 总体设计83.1系统功能模块83.2数据库概念设计93.3实体关系模型103.4数据库逻辑结构设计133.6创建数据库连接17第4章 详细设计184.1 前台主要功能模块详细设计194.2 后台主要应用程序设计26第5章 软件测试325.1 测试的方法和步骤325.2 实际数据测试33第6章 软件使用说明书366.1 系统运行环境366.2 系统操作说明36设计总结42参考文献43英文资料原文44英文资料译文55致谢65V第1章 绪论1.1 开发背景随着计算机、多媒体和数据通信技术的高速发展，数字图像处理近年来得到了极大的重视和长足的发展，并在科学研究、工业生产、医疗卫生、教育、娱乐、管理和通信方面取得了广泛的应用。数字图像处理是通过计算机对图像进行去除噪声、增强、复原、分割、提取特征等处理的方法和技术。数字图像处理的产生和迅速发展主要受三个因素影响：一是计算机的发展；而是数学等相关学科技术的发展、理论的完善；三是广泛的农牧业、林业、环境、军事、工业和医学等方面应用需求的增长。1.2 可行性分析研究 软件可行性分析是通过对项目的市场需求、资源供应、建设规模、工艺路线、设备选型、环境影响、资金筹措、盈利能力等方面的研究，从技术、经济、工程等角度对项目进行调查研究和分析比较，并对项目建成以后可能取得的财务、经济效益及社会环境影响进行科学预测，为项目决策提供公正、可靠、科学的软件咨询意见。主要从经济、技术、社会环境等方面分析所给出的解决方案是否可行，当解决方案可行并有一定的经济效益和或社会效益是才开始真正的基于计算机的系统的开发。随着计算机行业的发展计算机技术和数学学科技术都有了深远的发展，对于图像处理有了基本的技术支持，也就是说数字图像处理有了强有力的技术支持。所以说对于机件缺陷检测，图像处理可以提供技术支持。 当前设计的主要目的是检测机件缺陷，基于该检测目的，可以通过检测上传机件图像，对比前后两者图像的相似度，得出使用中的机件可数据库中存储的完好机件磨损程度的对比，继而得出机件后续的处理意见，通过这一系列的操作使机件检测项目逐步完善，最终的目的是实现资源利用率最大化和社会经济效益最大化。 在技术层面，使用MySQL 5.7.12对机件检测产生的数据进行存储，一方面是因为MySQL 5.7.12有着较强的安全性，另一方面是与MySQL 5.7.12进行交互简单易于操作。在经济层面，传统的机件检测是人工对拆下的机件进行肉眼识别，费时费力而且开销较大，通过机件检测系统，大大降低了人力财力。在操作层面，机件缺陷检测系统，是在不拆下机件的情况下通过捕捉机器运转图像进行处理，使操作变得方便快捷。1.3结论意见 经过长时间的分析研究，系统基本上做到了在技术、经济、运行、法律上的可行。因此，相信在按照计划实施的前提下，全系统的设计将会按时、高质量完成。因此，系统可以较快较早的投入开发，相信不久的将来，一个高效率的机件缺陷检测系统将投产使用。1.4 系统目标 基于数字图像处理技术的机件缺陷检测系统可主要实现以下目标：（1） 检测的过程操作简单、检测页面简洁大方；（2）具有实用性，本系统可以再任何环境下进行大批量的机件检测；（3）系统中有机件文化、机件新闻页面对机件检测系统进行展示宣传；（4）系统对管理员提供上传完好机件的权限，对用户只提供检测机件的权限；（5）机件检测之前，查看可检测机件的信息，后根据要检测机件的信息，进行检测获得检测结果；（6）机件检测过程中，通过图像相似度检测算法，对图像相似度进行提取；（7）机件检测完成之后，管理员可查看所有检测机件的信息，用户只能查询自己所检测机件的信息；（8）项目成果展示页面，系统用户均可进行增删改查；（9）在系统的最后，提供了建议页面，用户对使用过程中存在的问题，及时传递用户体验，便于及时完善系统中存在的问题。1.5 系统特点（1）本系统基于Web技术，采用B/S软件模式，实现了机件检测后的各项处理工作。只要能连接Internet，就能访问本系统。（2）通过对软件系统界面的处理及优化，是操作更加简单，用户体验更加完好。（3）采用SpringMVC+MyBatis+MySQL开发，具有管理方便，代码简单易懂，体积小巧的特点。（4）管理员通过登录、登出系统，对系统进行管理，易于维护。（5） 各种功能模块独立性强，可以根据需要任意组合。（6） 具有清新简洁方便的界面，操作简单，支持所有的Windows系列操作系统。 第2章 需求分析2.1需求分析 机件缺陷检测系统的主要任务是对生产过程中使用的零件进行检测并处理。在实际的工业生产过程中，对机件完好度的检测已成为一项至关重要的任务。软件需求分析就是把软件计划期间建立的软件可行性分析求精和细化，分析各种可能的解法，并且分配给各个软件元素。需求分析是软件定义阶段中的最后一步，是确定系统必须完成哪些工作，也就是对目标系统提出完整、准确、清晰、具体的要求。软件需求分析所要做的工作是深入描述软件的功能和性能，确定软件设计的限制和软件同其它系统元素的接口细节，定义软件的其它有效性需求。合理的利用机件会使人们在实际工作中效率提高，合理利用机件会使人们在生产中利益最大化，合理使用机件会使资源使用率最大化，经过长时间的分析和总结，在认真设计该软件系统功能之后，确定了该系统需实现以下功能：（1）实现用户注册功能；（2）实现用户登录、注销系统功能；（3）实现申请成为管理员的功能；（4）实现管理员对用户赋权功能；（5）实现对机件检测成果信息的添加、删除、查询、修改等操作；（6）实现系统管理员对完好机件图像的上传，对上传信息进行添加、删除、查询、修改等操作；（7）通过用户上传检测机件与对应的管理员上传机件进行对比，用户检测完成只能看到自己信息；（8）实现管理员对机件进行检测；（9）检测完成之后，得到相似度结果，管理员可操作所有检测信息结果；（10）实现在使用系统检测完成之后，系统用户对自己检测机件的删除、查询、修改等操作；（11）实现系统用户在使用系统之后，提出意见的功能；（12）实现查看机件文化页面信息功能；（13）实现机件新闻页面对各项新闻的关联；（14）实现对系统简介页面的查看功能；2.2业务流程图基于数字图像处理技术的机件缺陷检测系统中用户检测的流程和管理员对系统管理的流程如图2.1所示： 图2.1 系统业务流程图根据图2.1所示，可以清楚地知道，如果一个用户需要进行机件检测，需要按照如下步骤去做：（1） 到达登录页面，首先注册账号，注册成功后，输入用户名和密码，校验通过后，登录系统。 （2）登录系统之后，到达系统首页，系统首页包含当下许多新闻信息，通过不同链接跳转不同对应的信息，此外系统首页也可跳转系统简介、机件文化、机件检测、新闻动态、项目展示、意见反馈几大模块。（3）普通用户可以对机件进行检测，对检测项目成品进行展示比加以操作。（4）管理员可以上传完好机件并进行机件检测，还可以对用户进行赋权。（5）在上传和检测的过程中，始终能够记录操作人信息。2.3系统流程图经分析基于数字图像处理技术的机件缺陷检测系统的系统流程图如图2.2所示：图2.2 系统流程图2.4数据流图本次设计数据流图由四种基本的元素构成：处理(Process)，数据流(Data Flow)，数据存储和数据源（数据终点）。数据流(Data Flow)：是有名称而且具有流向的一些数据，可以使用标有名称的箭头来加以表示，一个数据可以是一项记录、多个组合项或由一些基本项构成。处理(Process)：处理的定义是对数据进行的一系列操作，即对传入数据进行加工处理和变换处理。指向处理的数据流可以称作是输入数据，离开处理的数据流可以称作是输出数据。数据存储：其定义是用文件方式存储或者是数据库形式存储的一些数据，所存取的数据用指向或者是离开的箭头对数据存储进行表示。数据源及数据终点：前进者指的是数据的来源，后者则表示的是数据的去向，数据可以使任何形式的对象进行的任何形式的数据活动，数据始终在系统范围之外，因此又称它为外部实体，一般情况下只会出现在数据流图的起始或结束的位置,它的存在是为了系统界面完整性和规范性。 ： 指的是数据的源点或终点 ：对变换数据的处理 ：代表数据存储 ：指的是数据流基于数字图像处理技术的机件缺陷检测系统的数据流图如图2.3所示：图2.3 系统数据流图2.5数据字典数据字典则是系统中各类数据描述的集合,是进行详细的数据收集和数据分析所获得的主要成果,数据字典通常包括数据项数据结构数据流数据存储和处理过程五个部分。其中数据项是数据的最小组成单位若干个数据项可以组成一个数据结构数据字典通过对数据项和数据结构的定义来描述数据流、数据存储的逻辑内容。数据字典是关于数据的信息的集合，也就是对数据流图中包含的所有元素的定义的集合。数据字典还有另一种含义，是在数据库设计时用到的一种工具，用来描述数据库中基本表的设计，主要包括字段名、数据类型、主键、外键等描述表的属性的内容。在本次设计中主要设计了六张主表来管理系统，它们分别是detection_user，detection_permission，detection_image，detection_result，detection_project，detection_advice。下面将列出若干数据元素的数据卡片信息，各数据字典卡片如下所示： 图2.4 用户信息 图2.5 管理员信息 图2.6 展示机件信息 图2.7 用户信息 图2.8 上传机件信息 图2.9 意见反馈信息第3章 总体设计3.1系统功能模块整个系统的系统功能模块图如下图3.1所示：图3.1 系统功能模块图3.2数据库概念设计数据库的逻辑结构设计就是把概念结构设计阶段设计好的基本 E-R图转换为与选用的 DBMS产品所支持的数据模型相符合的逻辑结构。从E-R图向关系模式转化数据库的逻辑设计主要是将概念模型转换成一般的关系模式，也就是将E-R图中的实体、实体的属性和实体之间的联系转化为关系模式。将需求分析得到的用户需求抽象为信息结构即概念模型的过程就是概念结构设计，概念结构是各种数据模型的共同基础，它比数据模型更独立于机器、更抽象，从而更加稳定，概念结构设计是整个数据库设计的关键。在数据库领域公认的标准结构是三级模式结构：具体是指外模式、概念模式和内模式。数据库的三级模式是数据库在三个层次上的抽象，使用户能够逻辑地、抽象地处理数据而不必关心数据在计算机中的物理表示和存储。本次设计主要采用的是数据库的概念模式，在本次设计的过程中通过对基于数字图像处理技术的机件缺陷检测系统的内容和数据流程分析及E-R图，设计如下数据项和数据结构。用户信息。包括的数据项有：用户ID、用户名称、用户密码、用户年龄、用户邮箱、用户地址、用户联系电话及用户权限；管理员信息。包括的数据项有：管理员ID、管理员名称、管理员密码、管理员邮箱及用管理员权限；上传机件信息。包括的数据项有：上传机件ID、上传机件编号、上传机件名称、上传机件地址、上传时间、上传标志及上传人；机件检测信息。包括的数据项有：检测机件ID、检测机件编号、检测机件名称、检测机件地址、检测时间、检测标志、检测人及检测结果；项目展示信息。包括的数据项有：展示机件ID、展示机件编号、展示机件名称、展示机件检测结果、展示机件处理方式、展示机件创建时间、展示机件相似度、展示机件预期收入及展示机件详细处理意见；意见反馈信息。包括的数据项有：意见ID、意见名称、建议人联系电话、建议人邮箱、建议人所属省、建议人所属地区、建议人详细地址及建议内容；数据库概念结构设计，是在需求分析的基础上，对整个系统的流程进行整合，对功能细节进行细分，只有对每个细化的模块进行设计之后，才能设计出能够满足用户需求的各种实体，通过理清它们之间的关联关系，使系统逻辑更加明了，为后面的逻辑结构设计打下坚实的基础。 3.3实体关系模型实体关系模型即ER模型，在本次设计中用E-R图来表示它，E-R图是直观表示概念模型的工具，我们通过画E-R图清楚看到每一块功能的具体实现，根据对数据流图和数据表的分析，我们可以确定该应用中的实体，属性和实体之间的关系，通过以上关联关系，得出出如下所示的E-R图。1. 用户实体的ER图如图3.2所示： 图3.2 用户实体2. 管理员实体的E-R图如图3.3所示：图3.3 管理员实体3. 上传机件实体的E-R图如图3.4所示：图3.4上传机件实体4. 机件检测实体的E-R图如图3.5所示：图3.5 机件检测实体5. 项目展示实体的E-R图如图3.6所示： 图3.6 项目展示实体6. 意见反馈实体的E-R图如图3.7所示：图3.7 意见反馈实体7. 系统功能E-R图如图3.8所示： 图3.8 系统功能E-R图3.4数据库逻辑结构设计在数据库设计中相当重要的一步就是将概念模型转化为计算机上DBMS所支持的数据模型，例如，将E-R图模型转化为关系模型，道理很简单，我们设计概念模型基本上都是一些抽象的关系，在再数据库设计的实现过程中，在计算机上有效地表示出这些关系就成了数据库设计的关键。根据基于数字图像处理技术的机件缺陷检测系统的功能要求，选取MySQL作为后台数据库。逻辑结构设计的任务是把概念结构设计阶段设计好的基本E-R图转换为与选用DBMS产品所支持的数据模型相符合的逻辑结构，逻辑结构设计的步骤是将概念结构转化为一般的关系、网状、层次模型，将转换来的关系、网状、层次模型向特定DBMS支持下的数据模型转换从而对数据模型进行优化，通过逻辑结构设计，我们可以得到产品各模块之间的关联关系。本次设计基于数字图像处理技术的机件缺陷检测系统的数据库由6个表组成，包括用户信息表、管理员信息表、上传机件信息表、机件检测信息表、项目展示信息表以及意见反馈信息表。详细信息表如下所示：1. 用户信息表（detection_user）用来保存用户信息,该表的结构如表3.9所示：表3.9 表detection_user的结构列 名 数据类型 长 度 主键否 允许否功能描述 userIdint16是否用户ID userName varchar32否是用户名 userPassword varchar32否是用户密码 userAge varchar32否是用户年龄 userMail varchar32否是用户邮箱 userAddress varchar32否是用户地址 userPhone varchar32否是用户电话 userPermission varchar32否是用户权限2. 管理员信息表（detection_permission）用来保存管理员信息,该表的结构如表3.10所示： 表3.10 表detection_permission的结构列 名 数据类型 长 度 主键否 允许否功能描述 permissionIdint16是否 管理员ID userName varchar32否否管理员名称 userPassword varchar32否否管理员密码 userPermission varchar32否否用户权限 userMail varchar32否是用户邮箱3. 上传机件信息表（detection_image）用来保存上传机件信息,该表的结构如表3.11所示：表3.11 表detection_image的结构列 名 数据类型 长 度 主键否 允许否功能描述 imageIdint11是否上传机件ID imageNum varchar255否否上传机件编号 imageName varchar255否否上传机件名称 imageAddress varchar255否否上传机件地址 createTime date 0否否上传时间 flages varchar255否否上传标志 userName varchar255否否上传人4. 机件检测信息表（detection_result）用来保存机件检测信息,该表的结构如表3.12所示：表3.12 表detection_result的结构列 名 数据类型 长 度 主键否 允许否功能描述 imageIdint11是否检测机件ID imageNum varchar255否否检测机件编号 imageName varchar255否否检测机件名称 imageAddress varchar255否否检测机件地址 createTime data 0否否检测时间 flages varchar255否否检测标志 userName varchar255否否检测人 imageSimility varchar255否是检测结果5. 项目展示信息表(detection_project)用来保存项目展示信息,该表的结构如表3.13所示：表3.13 表detection_project的结构列 名 数据类型 长 度 主键否 允许否功能描述 objectIdint16是否展示机件ID objectNum varchar32否否展示机件编号 objectName varchar32否是展示机件名称 objectResult varchar32否是展示机件检测结果 objectHandle varchar32否是展示机件检测方式 objectTime date0否否展示机件创建时间objectSemblance varchar32否是展示机件相似度 objectBenefits varchar32否是展示机件预期收入 notepad varchar 1000否是 详细处理意见6. 意见反馈信息表(detection_advice)用来保存意见反馈信息,该表的结构如表3.14所示：表3.14 表detection_advice 的结构列 名 数据类型 长 度 主键否 允许否功能描述 adviceIdint16是否意见ID adviceName varchar32否是意见名称 advicePhone varchar32否是建议人联系电话 adviceMail varchar32否是建议人邮箱 adviceArea varchar32否是 建议人所属省 adviceLevel varchar32否是 建议人所属地区 adviceAddress varchar32否是 建议人详细地址 adviceContent varchar 5000否是建议内容3.6创建数据库连接MySQL是一个关系型数据库管理系统，由瑞典MySQL AB 公司开发，目前属于Oracle旗下产品。MySQL是最流行的关系型数据库管理系统之一，在 WEB 应用方面，MySQL是最好的 RDBMS (Relational Database Management System，关系数据库管理系统) 应用软件。MySQL是一种关系数据库管理系统，关系数据库将数据保存在不同的表中，而不是将所有数据放在一个大仓库内，这样就增加了速度并提高了灵活性。MySQL所使用的 SQL 语言是用于访问数据库的最常用标准化语言。MySQL 软件采用了双授权政策，分为社区版和商业版，由于其体积小、速度快、总体拥有成本低，尤其是开放源码这一特点，一般中小型网站的开发都选择 MySQL 作为网站数据库。数据库连接主要代码：jdbc.url = jdbc:mysql:/shangkejdbc.driver = com.mysql.jdbc.Driverjdbc.username= rootjdbc.password= root测试MySQL数据库连接情况如下图3.15所示： 图3.15 测试数据库连接第4章 详细设计在前面几章中，已解决了实现该系统需求的程序模块的设计问题。在本阶段，将确定应该如何具体地实现所要求的系统，从而在编码阶段可以把这个描述直接翻译成用具体的程序语言书写的程序。系统设计与编码阶段主要的工作有：根据在需求分析分析中所描述的数据、功能、运行、性能需求，并依照概要设计中所确定的处理流程、总体结构和模块外部设计，设计软件系统的结构设计、逐个模块的程序描述（包括各模块的功能、性能、输入、输出、算法、程序逻辑、接口等等）。程序设计语言是指用于书写计算机程序的语言，它是一种实现性的软件语言，从软件工程的角度，根据程序设计语言发展的历程，可以将程序设计语言大致分为4类。从属于机器的语言又称为第一代语言，汇编语言又称为第二代语言，高级程序设计语言又称为第三代语言，第四代语言（4GL）。随着语言层次升高，已不再涉及太多的算法性细节，以数据库管理系统所提供的功能为核心，进一步构造了开发高层软件系统的开发环境，如报表生成系统、多窗口表格设计系统、菜单生成系统等。除此之外，提供了功能强大的非过程化问题定义手段，用户只需告诉系统做什么，而无须说明怎么做。总的来说，高级语言明显优于汇编语言，因此，除了在很特殊的应用领域，或者大型系统中执行时间非常关键的（或直接依赖于硬件的）一小部分代码，需要用汇编语言书写之外，其他程序代码应该一律用高级语言书写。综上所述，本次设计我们主要采用的是Java语言进行软件系统的开发。在系统设计与编码阶段，详细设计包括业务对象设计、功能逻辑设计、数据库设计和界面设计等工作。详细设计是根据概要设计所做的模块划分，实现各模块的算法设计，实现用户界面设计、数据结构设计的细化等。遵循概要设计，详细设计的更改不影响概要设计；概要设计是实现软件的总体设计、模块划分、用户界面设计、数据库设计等。概要设计是详细设计的基础，必须在详细设计之前完成，完成概要设计文档，包括系统总体设计文档以及各个模块的概要设计文档。 概要设计需要对软件系统的设计进行考虑，包括系统的基本处理流程、系统的组织结构、模块划分、功能分配、接口设计、运行设计、数据结构设计和出错处理设计等，为软件的详细设计提供基础。在概要设计的基础上，开发者需要进行软件系统的详细设计。在详细设计中，描述实现具体模块所涉及到的主要算法、数据结构、类的层次结构及调用关系，需要说明软件系统各个层次中的每一个程序(每个模块或子程序)的设计考虑，以便进行编码和测试。4.1 前台主要功能模块详细设计4.1.1 前台文件总体架构一、模块功能介绍前台页面主要包括以下功能模块：（1）登录机件缺陷检测系统：基于数字图像处理技术的机件缺陷检测系统的首页，只有登录才能进入其内部；（2）用户注册:用于注册用户的一些基本信息，以便跟踪记录，对机件缺陷检测系统的安全性和易用性提供保障；（3）系统简介：用于帮助用户了解系统功能和发展趋向；（4）机件文化：用于注册的学生查询指定科目的考试成绩；（5）机件检测：用户用来实现机件检测功能；（6）新闻动态：用户及时了解数字图像处理技术对机件缺陷检测系统发展前景的影响；（7）项目展示：用户检测完成之后对检测的成果进行展示；（8）意见反馈：用户在使用系统的过程中，对系统的设计或者是系统功能存在的问题提出自己的建议。二、文件架构机件缺陷检测系统页面的前台架构如图4.1所示：图4.1 前台文件架构4.1.2 主要功能模块编码设计1、用户注册模块 用户注册是为了保存用户的一些基本信息，包括用户ID、用户名称、用户密码、用户年龄、用户邮箱、用户地址、用户联系电话及用户权限等一些比较重要的用户信息。用户注册页面的运行结果如图4.2所示：图4.2 用户注册页面用户注册页面用户名校验的运行结果如图4.3所示：图4.3 用户名唯一性校验页面2、用户登录模块在注册完成之后，在登录界面输入用户名和密码，用户名和密码校验成功之后，登录成功。输入用户名和密码的过程中，点击重新输入用户名和密码立即注册按钮，即可重新输入。用户在登录过程中，输入用户名或者密码出错时，跳转用户名或密码错误页面，点击重新登录，即可返回登录页面。用户登录页面的运行结果如图4.4所示：图4.4 登录页面用户登录出错页面的运行结果如图4.5所示：图4.5 登录出错页面3、管理员模块管理员模块主要包含两个部分，一部分是用户申请成为管理员，另一部分是管理员对申请的用户进行赋权和修改。用户信息用户申请时主要包含用户名密码校验，用户信息完整性校验；管理员赋权阶段主要包含对用户信息的修改，对用户赋权，以及查看系统所用用户的详细信息等。管理员登录完成信息页面如图4.6所示：图4.6 管理员登录完成页面用户申请管理员权限校验信息页面的运行结果如图4.7所示：图4.7 用户申请管理员权限信息校验页面用户申请管理员权限页面的运行结果如图4.8所示：图4.8 用户申请管理员权限页面管理员赋权页面必须是系统超级管理员登录系统点击赋权按钮才可以显示，也就是说当其他管理员点击赋权按钮之后会自动重定向到本页面。管理员权限操作除了给用户赋权之外，在后台还可以上传完好的机件信息，就是有了这些完好的信息，我们可以根据所需检测机件的名称和编号进行检测。管理员查看用户申请权限页面的运行结果如图4.9所示：图4.9 管理员查看用户申请权限页面管理员给用户赋权页面的运行结果如图4.10所示： 图4.10 管理员给用户赋权页面管理员删除申请权限用户页面的运行结果如图4.11所示：图4.11 管理员删除申请权限用户页面管理员查看用户详细信息页面的运行结果如图4.12所示：图4.12 管理员查看用户详细信息页面.在基于数字图像处理技术的机件缺陷检测系统，检测完成并且得出对应处理建议之后，如无需其他操作，为了系统数据的安全性，我们所有用户须严格按照规范退出系统。用户退出系统页面的运行结果如图4.13所示：图4.13 用户退出系统页面4.2 后台主要应用程序设计4.2.1后台文件总体架构一、模块功能介绍后台页面主要包括以下功能模块：（1）管理员设置：管理员在本系统中的作用至关重要，在机件上传的过程中管理员负责上传完整机件信息，以便用户进行检测，在机件检测方面管理员可以对所有检测结果进行处理，只有有了管理员权限功能，才能使系统完好运转，管理员的作用就是协调模块间的联系，整合系统的综合功能；（2）机件上传：管理员可以上传完好机件，管理员主要是删除上传机件，修改上传机件，查询上传完好机件，普通用户只能查看可检测机件信息，不能上传完好机件，保证系统安全性；（3）机件检测：管理员主要是可以删除所有检测机件，可以修改所有检测机件，可以查询所有检测机件，普通用户只能查询到自己检测的机件，对自己检测机件进行删除和修改；（4）项目展示：管理员和普通用户均可进行操作，主要包括项目添加，项目查询，项目修改，项目删除等；（5）意见反馈：主要是指在系统的使用过程中对系统提出意见，该模块整合中国所有地区划分情况，通过让用户填写个人详细信息，可以及时跟用户沟通，以便及时反馈，增强用户体验；（6）系统简介：主要是指基于数字图像处理技术的机件缺陷检测系统，所有重要信息的概括；（7）机件文化：主要是指在数字图像处理技术发展的今天，对与机件检测系统的影响；（8）新闻动态：主要是指基于数字图像处理技术的机件缺陷检测系统，在不断发展的过程中，受新兴技术的影响；（9）系统首页：主要是基于数字图像处理技术的机件缺陷检测系统，在系统设计完成后第一时间给用户展示的信息；二、文件构架机件缺陷检测系统页面的后台架构如图4.14所示： 图4.14 后台文件构架4.2.2主要功能模块的编码1、 后台系统首页页面 后台系统首页页面主要是指基于数字图像处理技术的机件缺陷检测系统，发展所需支持的技术。大概包括以下几种：基于显微成像法的机加工零件表面质量检测，基于图像处理的在线零部件检测技术，图像处理零件尺寸检测技术研究及其精度分析等。 后台系统首页页面的运行结果如图4.15所示：图4.15 系统首页页面2、 后台系统简介页面 后台系统简介页面主要是指基于数字图像处理技术的机件缺陷检测系统，所致力于哪些重要的操作方面，比如说：机件缺陷检测系统致力于检测零件磨损程度，机件在使用过程中，会不断被磨损，经过航时间的使用，机件表面、机件内部会有不同程度的损坏，如何更加有效的使用机件，对我们提高资源利用率，保护我们有限的资源和环境至关重要。机件缺陷检测系统致力于检测零件裂纹程度，机械零部件的浅表裂纹和应力集中会在使用过程中突然引发构件的疲劳断裂，直接影响到其使用寿命和安全性，危害极大，因而及时检测出机械零部件的表面微裂纹具有非常重要的意义。机件缺陷检测系统致力于提供优质的机件处理方案，机件缺陷检测系统是一个集机件检测与机件处理方案于一身的高级系统，它通过对机件表面裂纹、磨损程度等各项的检测，对机件使用前后进行对比，在对比进行之后给出相似度。 后台系统简介页面的运行结果如图4.16所示：图4.16 系统简介页面3、 后台系统首页页面 通过相似度比较我们可以清楚地认识机件的损坏程度，根据机件不同的损坏程度得出对机件处理的不同方式，通过比较每一个需检测的零件，得出零件处理的方案。对不同零件进行相对应的处理 ，把所有通入生产的机件编号拿出来，将它对应的信息存到数据库中。通过定期的机件检测，实时更新对应机件的磨损程度信息，达到相应的程度后对可在使用的机件进行修补，对达到报废标准的机件及时报废。通过这种方式，提高机件的利用率，同时也保证生产的质量 ，提高生产的效率，达到安全生产，高效生产的目的！ 后台系统首页页面的运行结果如图4.17所示： 图4.17 系统首页页面4、 后台新闻动态页面 后台新闻动态页面主要是指基于数字图像处理技术的机件缺陷检测系统，所包含哪些重要的新型算法，比如说：图像处理相似度检测算法,图片相似度检测的Java实现,图像的噪声以及图像去噪,机件检测直方图处理方法等。 后台新闻动态页面的运行结果如图4.18所示：图4.18 新闻动态页面5、 后台机件上传页面 后台机件上传页面主要是指，在管理员权限的条件下，把待检测的完好机件信息上传到系统中。 后台机件上传页面的运行结果如图4.19所示：图4.19 机件上传页面6、 后台机件检测页面 后台机件检测页面主要是指，所有系统用户通过查询上传机件信息，与自己所需检测机件进行操作处理，得出检测结论。 后台机件检测页面的运行结果如图4.20所示：图4.20 机件检测页面7、 后台意见反馈页面在系统正式投产之后，随着时间的积累可能或多或少会出现不同的问题，当然，作为系统开发者的我们，很难发现自身存在的问题，这时候给系统用户提供发表意见的平台，开发者不仅可以及时跟用户沟通，还能在第一时间发现自身的问题，便于系统功能的完善。建议人所属地区关联关系设计如图4.21所示：图4.21 所属地区关联页面后台意见反馈页面的运行结果如图4.22所示：图4.22 意见反馈页面第5章 软件测试5.1 测试的方法和步骤测试计划中的测试项目包括软件结构中的分系统层、子系统层、功能模块层、程序模块层中的各类模块，从测试本身看，分为单元测试，组合测试，确认测试等。测试对象是随不同阶段而异的，最基本、最初的测试是单元测试，后面的组合测试、确认测试都是以被测过的模块作为测试对象的。(1) 单元测试 单元测试也称模块测试或程序测试，单元测试是对每个模块单独进行的，验证模块接口与设计说明书是否一致，对模块的所有主要处理路径进行测试且与预期的结构进行对照，还要对所有错误处理路径进行测试。对源码进行审查，对照设计说明书，表态地检查源程序是否符合功能的逻辑要求，是进行单元测试前的重要工作工。单元测试一般是由程序员完成，也称程序调试。(2)组合测试组合测试也称集成测试或子系统测试，通常采用自顶向下测试和自底向上测试两种测试方法。组合测试的对象是指已经通过单元测试的模块，不是对零散模块进行单个测试，而是用系统化的方法装配和测试软件系统，是一个严格的过程，必须认真地进行，其计划的产生和单元模块测试的完成日期要协调起来，这种