本發(fā)明涉及紡織工業(yè)，更具體地說(shuō)，涉及一種基于機(jī)器視覺(jué)的紡織品表面褶皺檢測(cè)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在紡織工業(yè)領(lǐng)域中，布匹通常會(huì)因生產(chǎn)過(guò)程中的各種因素出現(xiàn)不平滑的褶皺現(xiàn)象，這將嚴(yán)重影響產(chǎn)品的質(zhì)量。因此，對(duì)紡織品表面進(jìn)行褶皺檢測(cè)，及時(shí)對(duì)出現(xiàn)褶皺現(xiàn)象的半成品進(jìn)行整理和處理，是紡織品生產(chǎn)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。對(duì)于紡織品褶皺紋理的檢測(cè)，目前主要依靠傳統(tǒng)的圖像處理技術(shù)，通過(guò)設(shè)定特定的閾值進(jìn)行檢測(cè)。

2、如利用灰度閾值法，設(shè)定一個(gè)閾值，將紡織品圖像中灰度值滿足該閾值的像素點(diǎn)進(jìn)行提取，并判斷是否含有褶皺。根據(jù)褶皺區(qū)域通常呈現(xiàn)的高低灰度差異特點(diǎn)，對(duì)褶皺像素進(jìn)行提取；然后利用直方圖法對(duì)提取的像素點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，將褶皺紋理部分的高低灰度直方圖進(jìn)行濾波處理；再將濾波后的像素與織物正常部分的像素進(jìn)行對(duì)比，獲得褶皺的分布狀況。

3、進(jìn)一步是利用拉普拉斯算子增強(qiáng)織物表面的褶皺效果，同時(shí)使用中值濾波器濾除噪聲，提高褶皺檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。通過(guò)對(duì)增強(qiáng)后的圖像進(jìn)行閾值分割獲得二值圖像，根據(jù)二值圖像獲取褶皺區(qū)域的最小外接矩形，并根據(jù)最小外接矩形計(jì)算得到褶皺區(qū)域；將褶皺區(qū)域灰度值均值與織物正常區(qū)域灰度值均值進(jìn)行比較，獲得褶皺程度。

4、然而，由于紋理圖案的影響，布匹褶皺的檢測(cè)結(jié)果中會(huì)摻雜部分虛假紋理，導(dǎo)致檢測(cè)精度較低，同時(shí)灰度閾值無(wú)法統(tǒng)一適用于具備不同紋理圖案的布匹類型，閾值的設(shè)置依賴于人為主觀觀察，具有較大的差異性，對(duì)檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性造成影響。鑒于此，我們提出一種基于機(jī)器視覺(jué)的紡織品表面褶皺檢測(cè)方法及系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于機(jī)器視覺(jué)的紡織品表面褶皺檢測(cè)方法及系統(tǒng)，要解決的技術(shù)問(wèn)題是提高紡織品表面褶皺的檢測(cè)精度，通過(guò)排除虛假紋理的影響，以及提供一種適用于具備不同紋理圖案的布匹類型的褶皺檢測(cè)方法。

2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種基于機(jī)器視覺(jué)的紡織品表面褶皺檢測(cè)方法，包括下列步驟：

3、s1：采集紡織品表面圖像，對(duì)采集的紡織品表面圖像進(jìn)行灰度化處理和灰度均衡化處理，獲取第一灰度圖像；

4、s2：對(duì)第一灰度圖像中每個(gè)像素點(diǎn)與以該像素點(diǎn)為中心、尺寸為的灰度檢測(cè)窗口內(nèi)的所有像素點(diǎn)的灰度值進(jìn)行方差計(jì)算，將方差大于預(yù)設(shè)方差閾值的像素點(diǎn)記為疑似褶皺像素點(diǎn)；

5、s3：通過(guò)閾值分割法對(duì)第一灰度圖像進(jìn)行處理，獲取所有的連通域；

6、s4：獲取每個(gè)連通域中疑似褶皺像素點(diǎn)的數(shù)量，獲取每個(gè)連通域的類直方圖；

7、s5：根據(jù)每個(gè)連通域的類直方圖，獲取每個(gè)疑似褶皺像素點(diǎn)為褶皺像素點(diǎn)的概率，獲取若干第一概率；

8、s6：獲取第一灰度圖像中所有疑似褶皺像素點(diǎn)的最小外接矩形，計(jì)算疑似褶皺像素點(diǎn)到最小外接矩形的距離，獲取疑似褶皺像素點(diǎn)與最小外接矩形的垂直距離；

9、s7：根據(jù)疑似褶皺像素點(diǎn)與最小外接矩形的垂直距離獲取紡織品表面圖像中疑似褶皺像素點(diǎn)的最小外接矩形的最遠(yuǎn)距離像素點(diǎn)；

10、s8：根據(jù)疑似褶皺像素點(diǎn)到最小外接矩形的垂直距離、最遠(yuǎn)距離像素點(diǎn)到疑似褶皺像素點(diǎn)的距離、第一灰度圖像中疑似褶皺像素點(diǎn)的數(shù)量、每個(gè)疑似褶皺像素點(diǎn)為褶皺像素點(diǎn)的概率計(jì)算疑似褶皺像素點(diǎn)的擬合度，獲取若干擬合度；

11、s9：根據(jù)每個(gè)疑似褶皺像素點(diǎn)的擬合度，獲取候選褶皺像素點(diǎn)；

12、s10：根據(jù)疑似褶皺像素點(diǎn)和候選褶皺像素點(diǎn)計(jì)算紡織品表面的褶皺程度；

13、s11：根據(jù)褶皺程度是否大于褶皺閾值，確定紡織品表面褶皺狀況。

14、本發(fā)明通過(guò)對(duì)紡織品表面灰度圖像進(jìn)行灰度均衡化處理，通過(guò)增強(qiáng)邊緣特征，得到與光照無(wú)關(guān)的清晰的第一灰度圖像，使得第一灰度圖像中不同區(qū)域內(nèi)的像素點(diǎn)的灰度值差別更大，第一灰度圖像中更加容易區(qū)分褶皺像素點(diǎn)，便于后續(xù)褶皺程度的計(jì)算，提高了褶皺檢測(cè)的準(zhǔn)確性，根據(jù)每個(gè)疑似褶皺像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的連通域和類直方圖計(jì)算每個(gè)疑似褶皺像素點(diǎn)為褶皺像素點(diǎn)的概率，篩選出第一概率較大的疑似褶皺像素點(diǎn)，降低了計(jì)算褶皺程度的時(shí)間，使得所需要檢測(cè)的疑似褶皺像素點(diǎn)變少，提高褶皺檢測(cè)的時(shí)效性。

15、優(yōu)選地，所述步驟s2中像素點(diǎn)到灰度檢測(cè)窗口內(nèi)各個(gè)像素點(diǎn)的灰度值與灰度檢測(cè)窗口內(nèi)所有像素點(diǎn)的灰度值的方差為：

16、；

17、式中，表示像素點(diǎn)到灰度檢測(cè)窗口內(nèi)各個(gè)像素點(diǎn)的灰度值與灰度檢測(cè)窗口內(nèi)所有像素點(diǎn)的灰度值的方差，表示第一灰度圖像中坐標(biāo)為的像素點(diǎn)的灰度值，表示灰度檢測(cè)窗口內(nèi)的像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)，表示第一灰度圖像中坐標(biāo)為的像素點(diǎn)的灰度值。

18、優(yōu)選地，所述步驟s2中疑似褶皺像素點(diǎn)的獲取公式為：

19、；

20、式中，表示疑似褶皺像素點(diǎn)，表示標(biāo)準(zhǔn)灰度圖像中坐標(biāo)為的像素點(diǎn)的灰度值，表示標(biāo)準(zhǔn)灰度圖像中坐標(biāo)為的像素點(diǎn)的灰度值，表示方差閾值。

21、優(yōu)選地，所述步驟s5中獲取每個(gè)疑似褶皺像素點(diǎn)為褶皺像素點(diǎn)的概率通過(guò)如下公式計(jì)算，式中，為第個(gè)疑似褶皺像素點(diǎn)為褶皺像素點(diǎn)的概率，表示第一灰度圖像中所有疑似褶皺像素點(diǎn)的數(shù)量，表示第個(gè)連通域中包含褶皺像素點(diǎn)的數(shù)量，表示第個(gè)連通域中包含疑似褶皺像素點(diǎn)的數(shù)量，表示灰度值對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)數(shù)量。

22、優(yōu)選地，所述步驟s6中疑似褶皺像素點(diǎn)到最小外接矩形的垂直距離通過(guò)如下公式計(jì)算：

23、；

24、式中，表示疑似褶皺像素點(diǎn)與最小外接矩形的垂直距離，表示第個(gè)疑似褶皺像素點(diǎn)的橫坐標(biāo)，表示第個(gè)疑似褶皺像素點(diǎn)的縱坐標(biāo)，、分別表示最小外接矩形的橫坐標(biāo)的最小值與最大值，、分別表示最小外接矩形的縱坐標(biāo)的最小值與最大值。

25、優(yōu)選地，所述步驟s8中最小外接矩形的最遠(yuǎn)距離像素點(diǎn)到疑似褶皺像素點(diǎn)的距離通過(guò)如下公式計(jì)算：

26、；

27、獲取每個(gè)疑似褶皺像素點(diǎn)的擬合度通過(guò)公式計(jì)算，式中，為第個(gè)疑似褶皺像素點(diǎn)的擬合度，表示以自然常數(shù)為底的指數(shù)函數(shù)。

28、優(yōu)選地，所述步驟s9中獲取候選褶皺像素點(diǎn)，候選褶皺像素點(diǎn)的獲取公式為：

29、；

30、式中，為第個(gè)疑似褶皺像素點(diǎn)，為第個(gè)疑似褶皺像素點(diǎn)為褶皺像素點(diǎn)的概率，為所有疑似褶皺像素點(diǎn)為褶皺像素點(diǎn)的概率的最大值，為第個(gè)疑似褶皺像素點(diǎn)的擬合度，表示所有疑似褶皺像素點(diǎn)擬合度的平均值。

31、優(yōu)選地，所述步驟s10中紡織品表面的褶皺程度的計(jì)算通過(guò)公式進(jìn)行，式中，為紡織品表面的褶皺程度，表示第一灰度圖像中疑似褶皺像素點(diǎn)的數(shù)量，表示第一灰度圖像中候選褶皺像素點(diǎn)的數(shù)量。

32、優(yōu)選地，所述步驟s11中紡織品表面褶皺狀況通過(guò)公式進(jìn)行確定，式中，表示紡織品表面褶皺狀況，表示褶皺閾值，褶皺閾值取值；

33、當(dāng)時(shí)，判定紡織品表面褶皺；當(dāng)時(shí)，判定紡織品表面不褶皺。

34、一種基于機(jī)器視覺(jué)的紡織品表面褶皺檢測(cè)系統(tǒng)，包括圖像采集模塊、疑似褶皺像素點(diǎn)提取模塊、連通域提取模塊、第一概率獲取模塊、垂直距離獲取模塊、最遠(yuǎn)距離像素點(diǎn)獲取模塊、擬合度獲取模塊、候選褶皺像素點(diǎn)獲取模塊、褶皺程度計(jì)算模塊、褶皺檢測(cè)模塊：

35、圖像采集模塊，用于采集紡織品表面圖像，對(duì)采集的紡織品表面圖像進(jìn)行灰度化處理，獲取紡織品表面灰度圖像，對(duì)紡織品表面灰度圖像進(jìn)行灰度均衡化處理，獲取第一灰度圖像；

36、疑似褶皺像素點(diǎn)提取模塊，用于對(duì)第一灰度圖像中每個(gè)像素點(diǎn)與以該像素點(diǎn)為中心、尺寸為的灰度檢測(cè)窗口內(nèi)的所有像素點(diǎn)的灰度值進(jìn)行方差計(jì)算，將方差大于預(yù)設(shè)方差閾值的像素點(diǎn)記為疑似褶皺像素點(diǎn)；

37、連通域提取模塊，用于通過(guò)閾值分割法對(duì)第一灰度圖像進(jìn)行處理，獲取所有的連通域；

38、類直方圖計(jì)算模塊，用于獲取每個(gè)連通域中疑似褶皺像素點(diǎn)的數(shù)量，獲取每個(gè)連通域的類直方圖；

39、第一概率獲取模塊，用于根據(jù)每個(gè)連通域的類直方圖，獲取每個(gè)疑似褶皺像素點(diǎn)為褶皺像素點(diǎn)的概率，獲取若干第一概率；

40、垂直距離獲取模塊，用于獲取第一灰度圖像中所有疑似褶皺像素點(diǎn)的最小外接矩形，計(jì)算疑似褶皺像素點(diǎn)到最小外接矩形的距離，獲取疑似褶皺像素點(diǎn)與最小外接矩形的垂直距離；

41、最遠(yuǎn)距離像素點(diǎn)獲取模塊，用于根據(jù)疑似褶皺像素點(diǎn)與最小外接矩形的垂直距離獲取紡織品表面圖像中疑似褶皺像素點(diǎn)的最小外接矩形的最遠(yuǎn)距離像素點(diǎn)；

42、擬合度獲取模塊，用于根據(jù)疑似褶皺像素點(diǎn)到最小外接矩形的垂直距離、最遠(yuǎn)距離像素點(diǎn)到疑似褶皺像素點(diǎn)的距離、第一灰度圖像中疑似褶皺像素點(diǎn)的數(shù)量、每個(gè)疑似褶皺像素點(diǎn)為褶皺像素點(diǎn)的概率計(jì)算疑似褶皺像素點(diǎn)的擬合度，獲取若干擬合度；

43、候選褶皺像素點(diǎn)獲取模塊，用于根據(jù)每個(gè)疑似褶皺像素點(diǎn)的擬合度，獲取候選褶皺像素點(diǎn)；

44、褶皺程度計(jì)算模塊，用于根據(jù)疑似褶皺像素點(diǎn)和候選褶皺像素點(diǎn)計(jì)算紡織品表面的褶皺程度；

45、褶皺檢測(cè)模塊，用于根據(jù)褶皺程度是否大于褶皺閾值，確定紡織品表面褶皺狀況。

46、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

47、1、本發(fā)明通過(guò)對(duì)紡織品表面灰度圖像進(jìn)行灰度均衡化處理，通過(guò)增強(qiáng)邊緣特征，得到與光照無(wú)關(guān)的清晰的第一灰度圖像，使得第一灰度圖像中不同區(qū)域內(nèi)的像素點(diǎn)的灰度值差別更大，第一灰度圖像中更加容易區(qū)分褶皺像素點(diǎn)，便于后續(xù)褶皺程度的計(jì)算，提高了褶皺檢測(cè)的準(zhǔn)確性，根據(jù)每個(gè)疑似褶皺像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的連通域和類直方圖計(jì)算每個(gè)疑似褶皺像素點(diǎn)為褶皺像素點(diǎn)的概率，篩選出第一概率較大的疑似褶皺像素點(diǎn)，降低了計(jì)算褶皺程度的時(shí)間，使得所需要檢測(cè)的疑似褶皺像素點(diǎn)變少，提高褶皺檢測(cè)的時(shí)效性。

48、2、本發(fā)明還通過(guò)獲取疑似褶皺像素點(diǎn)與最小外接矩形的垂直距離，根據(jù)疑似褶皺像素點(diǎn)與最小外接矩形的垂直距離和其它疑似褶皺像素點(diǎn)與最小外接矩形的垂直距離獲取疑似褶皺像素點(diǎn)與最小外接矩形的垂直距離，通過(guò)擬合度判斷褶皺紋理，即疑似褶皺像素點(diǎn)向紡織品表面圖像的中心凹陷所形成的褶皺紋理，通過(guò)垂直距離能夠?qū)Π枷莩潭冗M(jìn)行判斷，使得褶皺檢測(cè)更加精確，在最遠(yuǎn)距離像素點(diǎn)與疑似褶皺像素點(diǎn)的距離和最小外接矩形中疑似褶皺像素點(diǎn)與中心點(diǎn)的距離的作用下，使得最遠(yuǎn)距離像素點(diǎn)的判斷更加精確。

49、3、本發(fā)明還通過(guò)在最小外接矩形中疑似褶皺像素點(diǎn)與中心點(diǎn)的距離、最遠(yuǎn)距離像素點(diǎn)與疑似褶皺像素點(diǎn)的距離和第一概率綜合下根據(jù)最小外接矩形中疑似褶皺像素點(diǎn)與最小外接矩形的垂直距離獲取疑似褶皺像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的擬合度，擬合度越小，疑似褶皺像素點(diǎn)越有可能為褶皺像素點(diǎn)，通過(guò)擬合度計(jì)算褶皺程度，褶皺程度用于判斷紡織品表面圖像的褶皺紋理的嚴(yán)重程度，便于后續(xù)對(duì)紡織品表面圖像的褶皺進(jìn)行檢測(cè)，不需要進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)分類模型的訓(xùn)練，計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)單，進(jìn)一步提高了本發(fā)明的檢測(cè)時(shí)效性和檢測(cè)精度。