一种经编布匹色差在线检测方法与流程

本发明涉及机织技术领域，特别是涉及一种经编布匹色差在线检测方法。

背景技术：

色差是评定经编布匹等级质量的重要指标，直接影响产品的等级。现阶段，国内绝大多数鞋服企业均采用人工抽检的方式对布匹进行色差判断。该方法不仅劳动强度大，而且误检率高。近年来随着机器视觉技术的发展，利用机器代替人眼进行色差检测是提高色差检测效率、降低成本的新途径。机器视觉色差检测方法的核心是色差的计算，然而现有的机器视觉色差检测的检测精度不够，无法直观精确的反应整个布匹的色差。并且现有的机器视觉色差检测是应用于离线检测，即整匹布已编织好了离开编织设备后才进行检测，因此无法根据检测结构实时调整编织设备。

技术实现要素：

为此，需要提供一种经编布匹色差在线检测方法,用于解决现有机器视觉色差检测无法实现在线检测，并且无法直观精确的反应整个布匹的色差的技术问题。

为实现上述目的，发明人提供了一种经编布匹色差在线检测方法，包括以下步骤：

设置编码器，使编码器随经编布匹传送而产生触发信号，所述触发信号用于触发彩色线扫相机；

通过所述彩色线扫相机实时采集经编布匹的图像；

对所述图像进行处理，得到标准彩色图像和直方图交叉法标准图；

将所述实时采集经编布匹的图像分割成多个子图，采用cmc色差计算公式计算所述多个子图和所述标准彩色图像之间的色差值，得到色差波动曲线；

将所述实时采集经编布匹的图像分割n*n个子图；

计算n*n个子图与直方图交叉法标准图之间色差的巴氏距离值；

若巴氏距离值超过预设阈值则判定存在色差，并计算子图的合格率。

进一步的，所述设置编码器，使编码器随经编布匹传送而产生触发信号包括步骤：

设置编码器的倍频和丢弃个数，使编码器每周脉冲数为m，其中编码器轮子处脉冲计算公式：

相机触发位置脉冲计算公式：

式中：d为编码器轮子周长，a为线扫彩色相机拍摄距离，p为编码器每周脉冲个数，n为倍频数，l为每周编码器丢弃个数，8192为相机分辨率。

进一步的，所述对所述图像进行处理包括步骤：

去除采集到的图像中的黑边，降低图像噪声，以及降低图像尺寸。

进一步的，所述降低图像噪声是通过中值滤波和高斯滤波相结合的方式。

进一步的，所述降低图像尺寸包括采用图像金字塔原理进行两次以上的降采样操作。

进一步的，将所述实时采集经编布匹的图像分割成多个子图包括：

沿经编布匹传送方向将所述经编布匹至少分割成左、中、右三个子图。

进一步的，在所述通过所述彩色线扫相机实时采集经编布匹的图像之前，还包括步骤：

对彩色线扫相机进行平场矫正。

进一步的，所述平场矫正包括：利用暗场和亮场对线扫彩色相机进行平场矫正。

进一步的，所述标准彩色图像的分辨率为：1024像素*256像素，所述直方图交叉法标准图的分辨率是128像素*32像素。

区别于现有技术，上述技术方案设置编码器，使编码器随经编布匹传送产生触发信号，并控制彩色线扫相机同步采集布匹图像，并对采集的布图像进行检测，实现机器在线检测色差；并且上述技术方案在色差检测时，将布匹图像分割成n*n个子图，通过直方图交叉法计算判断各子图的色差，从而判定布匹色差合格率，并且还通过cmc色差计算公式统计布匹色差波动情况，因此本方案既包含了布匹整体色差合格率，也包含了布匹色差波动情况，直观精确的反应整个布匹的色差情况。

附图说明

图1具体实施方式所述经编布匹色差在线检测方法流程图；

图2为具体实施方式所述色差检测系统的显示界面；

图3为具体实施方式所述色差波动图；

图4为检测报告界面示意图。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请参阅图1至图4，本实施例提供了一种经编布匹色差在线检测方法。如图1所示，该经编布匹色差在线检测方法包括步骤：

s101、设置编码器，使编码器随经编布匹传送而产生触发信号，所述触发信号用于触发彩色线扫相机；

s102、通过所述彩色线扫相机实时采集经编布匹的图像；

s103、对所述图像进行处理，得到标准彩色图像和直方图交叉法标准图；

s104、将所述实时采集经编布匹的图像分割成多个子图，采用cmc色差计算公式计算所述多个子图和所述标准彩色图像之间的色差值，得到色差波动曲线；

s105、采用直方图交叉法，将所述实时采集经编布匹的图像分割n*n个子图；

s106、计算n*n个子图与直方图交叉法标准图之间的巴氏距离值；

s107、若巴氏距离值超过预设阈值则判定存在色差，并计算子图的合格率。

其中，经编是指针织中利用经纱纵行结圈连成织物的机织方法，而经编布匹即指通过经编方式得到的布匹。经编面料因为形成了回环绕结，结构稳定，具有良好的透气性，广泛应用于鞋服面料。

在步骤s101中，编码器(encoder)的码盘可通过导轮与经编布匹接触，使码盘与布匹同步转动，因此通过编码器可将经编布匹的直线位移转换成电信号，进而控制线扫相机工作，使经编布匹每传送一定的距离就触发线扫相机采集图像。线扫相机又称为线阵相机，是采用线阵图像传感器的相机。线阵图像传感器以ccd为主，线扫相机采集的图像通常是呈"线"状的，虽然也是二维图象，但图像的长度较长，而宽度却只有几个象素。因此，在步骤s101中，为使线扫相机不丢帧，同时又不压缩图像(使图像拉伸或挤压变形)，需要调整编码器的变频和丢弃个数，使编码器每周脉冲为m，其中编码器轮子处脉冲计算公式：

相机触发位置脉冲计算公式：

式中：d为编码器轮子周长，a为线扫彩色相机拍摄距离，p为编码器每周脉冲个数，n为倍频数，l为每周编码器丢弃个数，8192为相机分辨率。

在步骤s102中，可先搭建验布平台，上述线扫彩色相机和编码器设置于验布平台上。验布平台可设置于经编布匹机织设备(即经编机)的出布端，因此可实时检测经编布匹的色差。为保证布匹色差检测的准确性，在色差检测过程中(即验面过程中)验布平台的光强度以及光色须保持稳定不变。由于受光线、镜头、成像器件背景图像噪声等影响，线扫彩色相机对同一图像的成像色度可能存在小范围偏差，因此为了减小环境或相机硬件对色差检测结构影响，在检测前需要对线扫彩色相机进行平场矫正。其中平场矫正可通过改变每个像元响应直线的斜率(即信号增益gain)和偏移(即信号偏移量offset)，使所有像素点的响应直线相同。在本实施方式中，对线扫彩色相机的下下平场矫正可以是利用暗场和亮场对线扫彩色相机进行平场矫正。具体的，首先利用线扫彩色相机采集白色背景图像，先利用暗场矫正，伏兵再利用白色背景下背景图像，并且线扫彩色相机的阈值可以设置为200。

并且在步骤s103中，由于线扫彩色相机所采集的图像的长度较长，因此所采集的图像通常会包括经编布匹之外的图像(布匹传送台架等)，并且图像的尺寸会很大，图像大小为8192像素2048像素。这些经编布匹之外的图像通常位于布匹边缘且主要是呈黑色，因此简称黑边。黑边的存在会影响色差检测结果，因此对所述图像进行处理，包括图像黑边，降低噪声，以及降低图像尺寸等。其中，对采集到的布匹的图像进行去黑边操作，去除多余的背景，利用自动阈值方法，找到采集图像中的最大内接矩形。

降低图像噪声可通过中值滤波和高斯滤波相结合的方式。在实施方式中，通过降低图像尺寸可采用图像金字塔原理进行两次以上的降采样操作，使图像缩小至1024像素*256像素。图像金字塔是图像多尺度表达的一种，是一种以多分辨率来解释图像的有效但概念简单的结构。一幅图像的金字塔是一系列以金字塔形状排列的分辨率逐步降低，且来源于同一张原始图的图像集合。其通过梯次向下采样获得，直到达到某个终止条件才停止采样。我们将一层一层的图像比喻成金字塔，层级越高，则图像越小，分辨率越低。

通过所述步骤s103图像进行处理，可以得到标准彩色图像和直方图交叉法标准图。其中，标准彩色图像的分辨率可以为1024像素*256像素，标准彩色图像主要是应用后续的色差波动计算，所述直方图交叉法标准图的分辨率可以为128像素*32像素，直方图交叉法标准图也可以由标准彩色图像经两次以上的图像金字塔原理降采样操作得到。

在步骤s103之前(包括s103)线扫彩色相机所采集的图像是用于生成标准彩色图像和直方图交叉法标准图，即为后续的布匹色差检测做准备，而在步骤s104后续的步骤中，线扫彩色相机实时采集布匹的图像，用于色差检测使用。在步骤s104中，线扫彩色相机根据所述编码器输出信号控制，进行实时采集布匹的图像，将实时采集经编布匹的图像分割成多个子图，计算所述多个子图和所述标准彩色图像之间的色差值，得到色差波动曲线。在进行子图分割时，可沿布匹传送方向将采集的图像分割成左、中、右三个子图，对左、中、右三个子图进行色差计算，其具体可以采用cmc(2：1)色差计算公式计算子图的色差值(即计算各子图与标准彩色图像之间的色差值)，从而得到布匹的色差波动情况。通过连续多张布匹的图像的色差计算，可以建立布匹的色差波动曲线。

在实施方式中，可将所有图像颜色空间转化到lab颜色空间，利用cmc(2：1)色差计算公式计算其色差，并且色差计算算法可利用c++编写，同时生成dill算法文件，在使用时布匹色差检测软件系统调用生成的dill算法文件进行色差计算。

在其他实施方式中，可以将采集的布匹的图像分割成四个或四个以上的子图，并计算各子图的色差值。

如图1所示，步骤s105至s106与步骤s104可并行进行，其中，在步骤s105中将所述实时采集经编布匹的图像分割n*n个子图。其中，可采用直方图交叉法进将采集经编布匹的图像分割n*n个子图，例如，分割成8*8个子图。在步骤s106和s107中，计算n*n个子图与直方图交叉法标准图之间色差的巴氏距离值，其中，巴氏距离(巴塔恰里雅距离/bhattacharyyadistance)用于测量两离散概率分布，常在分类中测量类之间的可分离性。若子图与直方图交叉法标准图之间色差的巴氏距离值超过预设阈值，则判定存在色差(即该子图不合格)，通过统计存在色差的子图的个数可计算子图的合格率。

上述经编布匹色差在线检测方法还包括步骤：将色差波动图和色差合格率等检测信息生成在检测报告中并上传至服务器

如图2所示，为采用上述经编布匹色差在线检测方法的色差检测系统的显示界面，其中，显示有左、中、右三个子图的实时色差波动曲线。图3为

图4为经编布匹的色差检测报告样本，其中，显示的该经编布匹的布匹合格率、以及左、中、右三个子图的实时色差超标码数，以及该布匹的最终检测结果。

上述技术方案设置编码器，使编码器随经编布匹传送产生触发信号，并控制彩色线扫相机同步采集布匹图像，并对采集的布图像进行检测，实现机器在线检测色差；并且上述技术方案在色差检测时，将布匹图像分割成n*n个子图，通过直方图交叉法计算判断各子图的色差，从而判定布匹色差合格率，并且还通过cmc色差计算公式统计布匹色差波动情况，因此本方案既包含了布匹整体色差合格率，也包含了布匹色差波动情况，直观精确的反应整个布匹的色差情况。

需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围之内。