本发明涉及一种圆网或平网印花机堵网疵点检测方法，属于纺织印染工艺技术领域。
背景技术
圆网印花或平网印花是利用刮刀使圆网内的色浆或平网上的色浆在压力的驱使下印制到织物上去的一种印花方式，圆网印花机和平网印花机的劳动强度低、生产效率高，对织物适应性强。但是在圆网印花或者平网印花过程中，由于圆网的表面或平网的表面上常常附着纤维绒毛等杂质或者圆网、平网的网孔内色浆结膜、印花色浆中的不溶性颗粒等导致圆网网孔或平网网孔被堵塞，阻碍了印花色浆向外渗透，织物花型图案因网孔被堵塞部分未印上颜色的情况称之为印花堵网。目前，圆网或平网堵网疵点检测主要是靠印花过程中人工观察方式进行判别，人工观察的方式存在劳动强度大，易漏检等缺点。而且由于圆网或平网印花工艺的特殊性，若印花过程中出现了堵网，人工未及时发现，会造成大批量疵布，给企业带来巨大损失。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种能大幅降低操作工的劳动强度和对操作工的技能要求，极大地减少疵点的漏检，避免出现疵布的基于机器视觉的圆网或平网印花机堵网疵点检测方法。
为解决上述技术问题，本发明采用这样一种基于机器视觉的圆网或平网印花机堵网疵点检测方法，包括以下步骤：
a.采集模板图像
由工业相机采集在线移动无疵点模板承印物整体幅宽的彩色模板图像am，然后将采集到的彩色模板图像am输送至中央处理器内；
b.模板图像预处理
b1.由中央处理器对步骤a中的彩色模板图像am使用两种不同像素尺寸的滤波器进行滤波处理，得到处理后的像素尺寸相同、灰度不同的彩色模板图像bm和彩色模板图像cm；
b2.由中央处理器对步骤b1中的彩色模板图像bm依次进行边缘检测和灰度形态学操作，得到处理后的彩色模板图像dm；
b3.由中央处理器对步骤b1中的彩色模板图像bm分别进行灰度膨胀和灰度腐蚀的灰度形态学操作，得到处理后的像素尺寸相同、灰度不同的彩色模板图像em和彩色模板图像fm；
b4.由中央处理器对步骤b1中的彩色模板图像bm先进行彩色图像分解操作，得到三个单通道图像，后将所述三个单通道图像进行颜色空间转换操作，之后取颜色空间转换后的三通道图像中某一通道图像进行灰度形态学操作，得到处理后的灰度模板图像gm；
c.采集检测图像
由工业相机采集在线移动承印物整体幅宽的彩色承印物图像ar，然后将采集到的彩色承印物图像ar输送至中央处理器内；
d.检测图像预处理
d1.由中央处理器对步骤c中的彩色承印物图像ar以步骤a中的彩色模板图像am为基准，进行图像校正对准操作处理，得到处理后的彩色承印物图像ad；
d2.由中央处理器对步骤d1中的彩色承印物图像ad使用两种不同像素尺寸的滤波器进行滤波处理，得到处理后的像素尺寸相同、灰度不同的彩色承印物图像br和彩色承印物图像cr；
d3.由中央处理器对步骤d2中的彩色承印物图像cr依据步骤b1中的彩色模板图像cm的亮度进行图像亮度调整处理，得到处理后的彩色承印物图像hr；
d4.由中央处理器对步骤d3中的彩色承印物图像hr先进行灰度化操作得到灰度承印物图像lr，后对该灰度承印物图像lr分别进行两种不同像素尺寸的灰度开操作，得到处理后的像素尺寸相同、灰度不同的灰度承印物图像er和灰度承印物图像fr，之后再对所述灰度承印物图像lr分别进行两种不同像素尺寸的灰度闭操作，得到处理后像素尺寸相同、灰度不同的灰度承印物图像jr和灰度承印物图像kr；
d5.由中央处理器对步骤d2中的彩色承印物图像br先进行彩色图像分解操作，得到三个单通道图像，后将该三个单通道图像进行颜色空间转换操作，之后取颜色空间转换后的三通道图像中某一通道图像进行灰度形态学操作，得到处理后的灰度承印物图像gr；
e.比对模板图像和检测图像
e1.由中央处理器对步骤d4中的灰度承印物图像lr减去er，得到灰度差值图像emin,将灰度承印物图像lr减去fr，得到灰度差值图像fmin,对比灰度差值图像emin和fmin每一个像素的灰度值，取二者的较小值作为输出图像对应位置像素的灰度值，之后得到灰度图像wmin；将步骤d4中的灰度承印物图像lr减去jr，得到灰度差值图像jmin,将灰度承印物图像lr减去kr，得到灰度差值图像kmin,对比灰度差值图像jmin和kmin每一个像素的灰度值，取二者的较小值作为输出图像对应位置像素的灰度值，之后得到灰度图像bmin,分别对灰度图像wmin和bmin进行相同亮度阈值分割操作求出堵网疵点区域r1和r2；
e2.由中央处理器对步骤d3中的彩色承印物图像hr和步骤b2中的彩色模板图像dm和步骤b3中的彩色模板图像em进行图像减法运算操作，将彩色承印物图像hr减去彩色模板图像dm，再减去彩色模板图像em，得到彩色图像ws，由中央处理器对所述彩色图像ws进行彩色图像分解操作，分解为三个单通道图像，再由中央处理器对该三个单通道图像进行图像加法运算操作，得到灰度图像wa，并对灰度图像wa进行亮度阈值分割操作求出堵网疵点区域r3；
e3.由中央处理器对步骤d3中的彩色承印物图像hr和步骤b3中的彩色模板图像fm进行图像减法运算操作，将彩色模板图像fm减去彩色承印物图像hr，得到彩色图像bs，由中央处理器对彩色图像bs进行彩色图像分解操作，分解为三个单通道图像，再由中央处理器对该三个单通道图像进行图像加法运算操作，得到灰度图像ba，并对灰度图像ba进行亮度阈值分割操作求出堵网疵点区域r4；
e4.由中央处理器对步骤d5中的灰度承印物图像gr和步骤b4中的灰度模板图像gm进行图像减法运算操作,将灰度模板图像gm减去灰度承印物图像gr，得到灰度图像smin，对灰度图像smin进行亮度阈值分割操作求出堵网疵点区域r5；
e5.由中央处理器合并步骤e1、e2、e3和e4得到的堵网疵点区域r1、r2、r3、r4和r5，得到堵网疵点区域ru；
f.输出堵网疵点区域及堵网疵点图像
重复以上步骤c到步骤e，由中央处理器对前后两幅检测图像中步骤e5得到的堵网疵点区域ru做相交运算，得到相交后各个堵网疵点的中心位置pi，以pi为中心，分别从彩色承印物图像ar及彩色模板图像am上截取固定大小的疵点小图及模板小图并在软件界面上显示，并由中央处理器控制警报器报警，完成承印物的堵网疵点检测。
在本发明中，所述滤波器为空域滤波器中的均值滤波器、中值滤波器、低通滤波器、高斯滤波器；或者所述滤波器为频域滤波器中的小波变换滤波器、傅里叶变换滤波器、余弦变换滤波器；或者所述滤波器为以膨胀和腐蚀方式的形态学操作进行去噪的形态学滤波器。
在本发明中，所述步骤b2中由中央处理器通过sobel算法、或者roberts算法、或者prewitt算法、或者laplacian算法、或者canny算法对彩色模板图像bm进行边缘检测。
在本发明中，所述步骤b4中由中央处理器进行颜色空间转换的方法有从rgb空间转换到cmy空间、或者从rgb空间转换到hsv空间、或者从rgb空间转换到his空间、或者从rgb空间转换到yuv空间。
在本发明中，所述步骤d1中由中央处理器对步骤c中的彩色承印物图像ar进行图像校正的方法有基于光流法的图像校正或者基于齐次变换矩阵的图像校正。
在本发明中，所述步骤d3中由中央处理器对步骤d2中的彩色承印物图像cr通过图像除法运算进行图像亮度调整处理。
在本发明中，所述步骤e1中由中央处理器对灰度图像wmin和bmin进行亮度阈值分割的方法有基于灰度直方图的阈值分割法、自适应阈值分割法、最大熵阈值分割法和最大类间方差阈值分割法。
在本发明中，所述中央处理器优选是具有人机界面的数字控制器或者嵌入式控制系统或者工控机。
采用上述堵网疵点检测方法后，本发明具有以下有益效果：
本发明对于圆网或平网印花机印花堵网疵点，通过机器视觉能够自动检测出堵网疵点并标明堵网疵点的位置，操作性强，可大幅提高承印物的合格率，解决了现有人工观察易漏检、造成大量疵布的技术问题。
本发明大大降低了操作工的劳动强度和对操作工的技能要求，提高了生产效率。
本发明极大地减少印花堵网疵点的漏检，保证了印花产品正品率，为企业带来更大的经济效益。
具体实施方式
以下结合实施例，对本发明作进一步的说明。
为减少印花堵网疵点的漏检，避免出现疵布，本发明提供这样一种基于机器视觉的圆网或平网印花机堵网疵点检测方法，其具体检测步骤依次是：
a.采集模板图像
由工业相机采集在线移动无疵点模板承印物整体幅宽的彩色模板图像am，然后将采集到的彩色模板图像am输送至中央处理器内；所述工业相机优选为工业线阵或面阵彩色相机；所述承印物优选为织物，所述中央处理器优选是具有人机界面的数字控制器例如ddc数字控制器或者嵌入式控制系统或者工控机；
b.模板图像预处理
b1.由中央处理器对步骤a中的彩色模板图像am使用两种不同像素尺寸的滤波器进行滤波处理，例如使用3*5像素和31*51像素的滤波器进行滤波处理，得到处理后的像素尺寸相同、灰度不同的彩色模板图像bm和彩色模板图像cm；在该步骤中，所述滤波器可为空域滤波器中的均值滤波器、中值滤波器、低通滤波器、高斯滤波器；或者所述滤波器为频域滤波器中的小波变换滤波器、傅里叶变换滤波器、余弦变换滤波器；或者所述滤波器为以膨胀和腐蚀方式的形态学操作进行去噪的形态学滤波器；
b2.由中央处理器对步骤b1中的彩色模板图像bm依次进行边缘检测和灰度形态学操作，得到处理后的彩色模板图像dm；在该步骤中，优选通过sobel算法、或者roberts算法、或者prewitt算法、或者laplacian算法、或者canny算法对彩色模板图像bm进行边缘检测；
b3.由中央处理器对步骤b1中的彩色模板图像bm分别进行灰度膨胀和灰度腐蚀的灰度形态学操作，得到处理后的像素尺寸相同、灰度不同的彩色模板图像em和彩色模板图像fm；
b4.由中央处理器对步骤b1中的彩色模板图像bm先进行彩色图像分解操作，得到三个单通道图像，后将所述三个单通道图像进行颜色空间转换操作，之后取颜色空间转换后的三通道图像中某一通道图像进行灰度形态学操作，得到处理后的灰度模板图像gm；在该步骤中，由中央处理器进行颜色空间转换的方法有从rgb空间转换到cmy空间、或者从rgb空间转换到hsv空间、或者从rgb空间转换到his空间、或者从rgb空间转换到yuv空间；
c.采集检测图像
由工业相机采集在线移动承印物整体幅宽的彩色承印物图像ar，然后将采集到的彩色承印物图像ar输送至中央处理器内；
d.检测图像预处理
d1.由中央处理器对步骤c中的彩色承印物图像ar以步骤a中的彩色模板图像am为基准，进行图像校正对准操作处理，得到处理后的彩色承印物图像ad；在该步骤中，由中央处理器进行图像校正对准的方法有基于光流法的图像校正或者基于齐次变换矩阵的图像校正；
d2.由中央处理器对步骤d1中的彩色承印物图像ad使用两种不同像素尺寸的滤波器进行滤波处理，例如使用3*5像素和31*51像素的滤波器进行滤波处理，得到处理后的像素尺寸相同、灰度不同的彩色承印物图像br和彩色承印物图像cr；该步骤的滤波器同步骤b1；
d3.由中央处理器对步骤d2中的彩色承印物图像cr依据步骤b1中的彩色模板图像cm的亮度进行图像亮度调整处理，得到处理后的彩色承印物图像hr；在该步骤中，由中央处理器对彩色承印物图像cr通过图像除法运算进行图像亮度调整处理；
d4.由中央处理器对步骤d3中的彩色承印物图像hr先进行灰度化操作得到灰度承印物图像lr，后对该灰度承印物图像lr分别进行两种不同像素尺寸的灰度开操作，例如对lr分别进行3*5像素的灰度开操作和5*3像素的灰度开操作，得到处理后的像素尺寸相同、灰度不同的灰度承印物图像er和灰度承印物图像fr，之后再对所述灰度承印物图像lr分别进行两种不同像素尺寸的灰度闭操作，例如对lr分别进行3*5像素的灰度闭操作和5*3像素的灰度闭操作，得到处理后像素尺寸相同、灰度不同的灰度承印物图像jr和灰度承印物图像kr；
d5.由中央处理器对步骤d2中的彩色承印物图像br先进行彩色图像分解操作，得到三个单通道图像，后将该三个单通道图像进行颜色空间转换操作，之后取颜色空间转换后的三通道图像中某一通道图像进行灰度形态学操作，得到处理后的灰度承印物图像gr；该步骤的颜色空间转换方法同步骤b4；
e.比对模板图像和检测图像
e1.由中央处理器对步骤d4中的灰度承印物图像lr减去er，得到灰度差值图像emin,将灰度承印物图像lr减去fr，得到灰度差值图像fmin,对比灰度差值图像emin和fmin每一个像素的灰度值，取二者的较小值作为输出图像对应位置像素的灰度值，之后得到灰度图像wmin；将步骤d4中的灰度承印物图像lr减去jr，得到灰度差值图像jmin,将灰度承印物图像lr减去kr，得到灰度差值图像kmin,对比灰度差值图像jmin和kmin每一个像素的灰度值，取二者的较小值作为输出图像对应位置像素的灰度值，之后得到灰度图像bmin,分别对灰度图像wmin和bmin进行相同亮度阈值分割操作求出堵网疵点区域r1和r2；在该步骤中，由中央处理器对灰度图像wmin和bmin进行亮度阈值分割的方法有基于灰度直方图的阈值分割法、自适应阈值分割法、最大熵阈值分割法和最大类间方差阈值分割法；
e2.由中央处理器对步骤d3中的彩色承印物图像hr和步骤b2中的彩色模板图像dm和步骤b3中的彩色模板图像em进行图像减法运算操作，将彩色承印物图像hr减去彩色模板图像dm，再减去彩色模板图像em，得到彩色图像ws，由中央处理器对所述彩色图像ws进行彩色图像分解操作，分解为三个单通道图像，再由中央处理器对该三个单通道图像进行图像加法运算操作，得到灰度图像wa，并对灰度图像wa进行亮度阈值分割操作求出堵网疵点区域r3；
e3.由中央处理器对步骤d3中的彩色承印物图像hr和步骤b3中的彩色模板图像fm进行图像减法运算操作，将彩色模板图像fm减去彩色承印物图像hr，得到彩色图像bs，由中央处理器对彩色图像bs进行彩色图像分解操作，分解为三个单通道图像，再由中央处理器对该三个单通道图像进行图像加法运算操作，得到灰度图像ba，并对灰度图像ba进行亮度阈值分割操作求出堵网疵点区域r4；
e4.由中央处理器对步骤d5中的灰度承印物图像gr和步骤b4中的灰度模板图像gm进行图像减法运算操作,将灰度模板图像gm减去灰度承印物图像gr，得到灰度图像smin，对灰度图像smin进行亮度阈值分割操作求出堵网疵点区域r5；
e5.由中央处理器合并步骤e1、e2、e3和e4得到的堵网疵点区域r1、r2、r3、r4和r5，得到堵网疵点区域ru；
f.输出堵网疵点区域及堵网疵点图像
重复以上步骤c到步骤e，由中央处理器对前后两幅检测图像中步骤e5得到的堵网疵点区域ru做相交运算，得到相交后各个堵网疵点的中心位置pi，以pi为中心，分别从彩色承印物图像ar及彩色模板图像am上截取固定大小的疵点小图及模板小图并在软件界面上显示，并由中央处理器控制警报器报警，完成承印物的堵网疵点检测。
经过试用，本发明能自动检测出堵网疵点并标明堵网疵点的位置，大幅提高了承印物的合格率，解决了现有人工观察易漏检、造成大量疵布的技术问题，取得了良好的效果。