一种利用三维矩阵表示的图像进行布料表面瑕疵检测的方法与流程

本发明属于纺织领域，具体涉及一种利用三维矩阵表示的图像进行布料表面瑕疵检测的方法。

背景技术：

在我国，布料表面瑕疵检测大部分还是由人工视觉来完成的，由于人工验布检测速度较慢，一般在5—20米/分钟，1小时最多可检测出200个疵点，与大规模工业化生产不相适应。人工验布仅在20—30分钟内精力可以很集中，超过后易发生漏检，即使是最熟练的验布工人也只能发现大于70％的疵点；人眼视觉存在偏差，重现率比较低且检测结果不稳定，检测质量难以保证。以先进的检测技术代替人眼进行布料表面瑕疵的自动检测能够提高检测效率、减少劳动力、降低劳动强度和进一步提高布料质量。

由于人工验布对疵点检验的可靠性及重复性不能满足要求，随着织机产量的不断提高，高速度可靠的自动化验布体系的出现，成为验布工作的发展方向。在现有的自动化验布设备中，采用ccd高速摄像机进行检测是目前主流的发展方向。但目前将ccd图像用于验布都是针对图像的二维矩阵进行数据处理，甚至是针对黑白图像的二维0-1矩阵进行数据处理。考虑到在很多情况下布料的疵点与非疵点的颜色区别并不明显，只有依靠详尽的图像数据才能将它们区分出来，而二维矩阵表示的图像本身就比三维矩阵表示的图像丢失了大量信息，因此在布料表面瑕疵检测中更容易出现漏检的情形。本专利将公开一种利用三维矩阵表示的图像进行布料表面瑕疵检测的方法，以降低瑕疵检测的漏检率，从而提高布料表面瑕疵检测的质量。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种利用三维矩阵表示的图像进行布料表面瑕疵检测的方法，以提高布料表面瑕疵检测的质量。待检布料放在背景布料上面，背景布料是与待检布料完全相同、经人工检查无瑕疵的布料。ccd固定安装，相面与待检布料平行，并根据待检布料的移动速度定时拍摄图像。

以矩阵r、g、b表示ccd图像中红、绿、蓝三个颜色分量矩阵，固定红、绿、蓝三种颜色的顺序，用三维向量表示ccd图像中任何像素点处的颜色向量以及相应的单位颜色向量。在每一帧图像的左右两边分别提取背景布料的若干列像素，将这些像素对应的颜色向量求和并单位化，再与其余的每个像素对应的单位颜色向量做内积，当内积足够小是判定该像素点在待检布料上的对应点为疵点，否则为非疵点。

本发明的有益效果在于：

1.充分利用图像数据，有效避免疵点漏检；

2.算法简单，检查速度快。

附图说明

图1是ccd成像区域示意图。

标号说明

1待检布料，2背景布料，3ccd成像区域

具体实施方式

如图1所示，待检布料1放在背景布料2上面，背景布料2是与待检布料1完全相同、经人工检查无瑕疵的布料。放置背景布料2的作用之一是便于待检布料1与无瑕疵布料的对比；作用之二是保证待检布料1的左右两边都在ccd视场之内。ccd固定安装，相面与待检布料1平行，并根据待检布料1的移动速度定时拍摄图像。

以m×n矩阵r、g、b表示ccd图像中红、绿、蓝三个颜色分量矩阵，其中m和n分别表示矩阵的行数和列数，矩阵中的元素为0到256之间的整数。固定红、绿、蓝三种颜色的顺序，就可以用三维向量(r,g,b)表示ccd图像中任何像素点处的颜色向量，其中r,g,b均为0到256之间的整数。为揭示两个像素点之间颜色的差异将三维向量(r,g,b)单位为

称为单位颜色向量。这样，一个像素点的单位颜色向量与非瑕疵像素点的单位颜色向量的夹角足够大，就意味着该像素点对应的布料点有瑕疵；否则当一个像素点的单位颜色向量与非瑕疵像素点的单位颜色向量的夹角足够小时，意味着该像素点对应的布料点无瑕疵。

在每一帧图像的左右两边分别提取背景布料2的k列像素，以(r1,g1,b1)、(r2,g2,b2)、

…、(rm×2k,gm×2k,bm×2k)分别表示提取背景布料2的各像素点处的颜色向量，记

则对图像中第k+1列到第n-k列中的任何像素点(u,v)，其中1≤u≤m,k+1≤v≤n-k，以(ru,v,gu,v,bu,v)表示对应的颜色向量，表示对应的单位颜色向量。当

确定像素点(u,v)在待检布料1上的对应点为疵点，否则为非疵点，其中γ为0到1之间的实数，表示检验阈值。

技术特征：

1.一种利用三维矩阵表示的图像进行布料表面瑕疵检测的方法，其特征在于：待检布料(1)放在背景布料(2)上面，背景布料(2)是与待检布料(1)完全相同、经人工检查无瑕疵的布料；ccd固定安装，相面与待检布料(1)平行，并根据待检布料(1)的移动速度定时拍摄图像；通过对拍摄图像的识别算法找出待检布料(1)的瑕疵。

2.根据权利要求1所述的一种利用三维矩阵表示的图像进行布料表面瑕疵检测的方法，其图像的识别算法的特征在于：以m×n矩阵r、g、b表示ccd图像中红、绿、蓝三个颜色分量矩阵，其中m和n分别表示矩阵的行数和列数，矩阵中的元素为0到256之间的整数；固定红、绿、蓝三种颜色的顺序，就可以用三维向量(r,g,b)表示ccd图像中任何像素点处的颜色向量，其中r,g,b均为0到256之间的整数；将三维向量(r,g,b)单位为

称为单位颜色向量；在每一帧图像的左右两边分别提取背景布料2的k列像素，以(r1,g1,b1)、(r2,g2,b2)、…、(rm×2k,gm×2k,bm×2k)分别表示提取背景布料2的各像素点处的颜色向量，记

则对图像中第k+1列到第n-k列中的任何像素点(u,v)，其中1≤u≤m,k+1≤v≤n-k，以(ru,v,gu,v,bu,v)表示对应的颜色向量，表示对应的单位颜色向量；当

确定像素点(u,v)在待检布料1上的对应点为疵点，否则为非疵点，其中γ为0到1之间的实数，表示检验阈值。

技术总结
本发明旨在提供一种利用三维矩阵表示的图像进行布料表面瑕疵检测的方法。待检布料放在背景布料上面，背景布料是与待检布料完全相同、经人工检查无瑕疵的布料。CCD固定安装，相面与待检布料平行，并根据待检布料的移动速度定时拍摄图像。以矩阵R、G、B表示CCD图像中红、绿、蓝三个颜色分量矩阵，固定红、绿、蓝三种颜色的顺序，用三维向量表示CCD图像中任何像素点处的颜色向量以及相应的单位颜色向量。在每一帧图像的左右两边分别提取背景布料的若干列像素，将这些像素对应的颜色向量求和并单位化，再与其余的每个像素对应的单位颜色向量做内积，当内积足够小是判定该像素点在待检布料上的对应点为疵点，否则为非疵点。本发明的有益效果在于：1.充分利用图像数据，有效避免疵点漏检；2.算法简单，检查速度快。

技术研发人员：李续;王美春;王献康;孙玉梅;王印滨;倪康;申景升;安凯;刘方;苏凤
受保护的技术使用者：烟台南山学院
技术研发日：2019.12.24
技术公布日：2020.04.10