本發(fā)明涉及一種色差檢測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種布匹色差實(shí)時(shí)在線檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
在紡織印染行業(yè)中，測(cè)定染色布匹之間的色差在工業(yè)生產(chǎn)中有著相當(dāng)重要的意義，特別是印染廠中生產(chǎn)樣品與標(biāo)準(zhǔn)樣品之間的色差是質(zhì)量管理的一項(xiàng)重要指標(biāo)。然而印染的布匹中有的是純色無紋理布匹，有些是有紋理布匹，僅采用一種算法對(duì)其檢測(cè)，有時(shí)達(dá)不到理想效果，這對(duì)布匹的色差檢測(cè)方法增加了難度。
同時(shí)，常見的色差類別有前后色差，局部色差，同批次布匹中會(huì)產(chǎn)生色差，不同批次間也會(huì)產(chǎn)生色差，目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)紡織、服裝行業(yè)的色差檢測(cè)環(huán)節(jié)仍依靠人眼目測(cè)完成和使用專業(yè)的測(cè)色儀進(jìn)行接觸式的離線測(cè)量。首先，它的自動(dòng)化程度低，檢測(cè)速度慢，增加了生產(chǎn)周期。其次，色差檢測(cè)對(duì)工人來說是一種單調(diào)繁重的重復(fù)性勞動(dòng)，勞動(dòng)強(qiáng)度大。更為關(guān)鍵的是，人眼檢測(cè)以及通過色差儀的離線檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果都會(huì)受檢驗(yàn)人員的經(jīng)驗(yàn)、熟練程度以及一些主觀因素的影響，缺乏一致性和可靠性，檢測(cè)結(jié)果容易使企業(yè)上下游之間產(chǎn)生矛盾和糾紛。為適應(yīng)現(xiàn)代化發(fā)展的需要，研究一種布匹色差實(shí)時(shí)在線檢測(cè)方法尤為重要。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
1.要解決的技術(shù)問題
為了解決存在的上述問題，提高當(dāng)前布匹色差檢測(cè)的自動(dòng)化程度，本發(fā)明提出了一種布匹色差實(shí)時(shí)在線檢測(cè)方法。
2.技術(shù)方案
本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：一種布匹色差在線檢測(cè)方法，包括以下步驟：圖像采集、圖像預(yù)處理、圖像分隔、色差檢測(cè)及結(jié)果處理；其特征在于：色差檢查具體包括以下步驟：
s1：在對(duì)布匹進(jìn)行色差檢測(cè)之前，采用閾值自適應(yīng)的方法，自動(dòng)判別布匹有無紋理；
s2：對(duì)標(biāo)準(zhǔn)樣和被檢測(cè)布匹自動(dòng)分類為有紋理布匹和無紋理布匹，針對(duì)有紋理布匹和無紋理布匹分別進(jìn)行色差檢測(cè)；
s3：對(duì)純色布匹直接采用求平均的方式計(jì)算色差值和相對(duì)色差；對(duì)有紋理布匹采用一種改進(jìn)后的模糊聚類方法，求得色差值和相對(duì)色差。
進(jìn)一步的，所述的閾值自適應(yīng)的方法為otsu算法，利用方向匹配濾波器進(jìn)行圖像卷積后，采用otsu算法對(duì)卷積結(jié)果進(jìn)行二值化，從而判別布匹有無紋理。
進(jìn)一步的，所述的一種改進(jìn)后的模糊聚類算法為一種改進(jìn)后的模糊c均值聚類算法，通過該方法對(duì)拍攝的布匹圖像的像素首先自適應(yīng)確定聚類數(shù)目，分為如下步驟：
步驟1：通過聚類有效性
其中，vc表示聚類中心，u表示模糊矩陣，com(vc，u)表示緊致性度量，set(c，u)表示分離性度量；
步驟2：將最佳聚類數(shù)c帶入所述模糊c均值聚類算法中，得到相應(yīng)的聚類結(jié)果。
進(jìn)一步的，將所述聚類結(jié)果分為兩大類，像素比例最多的一類為主導(dǎo)色，剩余的類歸為背景色，然后對(duì)每一類進(jìn)行色差計(jì)算，之后采用加權(quán)處理求得總的色差值和相對(duì)色差。
3.有益效果
本發(fā)明的技術(shù)方案采集標(biāo)準(zhǔn)圖像的光照環(huán)境與采集被測(cè)圖像的光照環(huán)境相同，保證了色差計(jì)算的合理性。布匹色差實(shí)時(shí)在線檢測(cè)實(shí)質(zhì)上求得的是被測(cè)布匹與標(biāo)準(zhǔn)布匹之間的相對(duì)色差值，不同于實(shí)驗(yàn)室里計(jì)算的絕對(duì)色差值。因此，對(duì)環(huán)境的要求并不苛刻，完全滿足絕大多數(shù)紡織印染廠的布匹色差檢測(cè)要求。
本發(fā)明的布匹色差實(shí)時(shí)在線檢測(cè)方法完全采用自動(dòng)化控制，節(jié)約了人力成本，與傳統(tǒng)的檢測(cè)方法相比精度更高，檢測(cè)效率更高、穩(wěn)定性更好，是一種可以大規(guī)模推廣的布匹色差實(shí)時(shí)在線檢測(cè)方法。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的一種布匹色差實(shí)時(shí)在線檢測(cè)方法的流程圖
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合流程圖1，將對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，此處說明僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
一種布匹色差實(shí)時(shí)在線檢測(cè)方法，其包括以下步驟：
s1圖像采集：在相同的標(biāo)準(zhǔn)光源下，兩臺(tái)相同型號(hào)的彩色ccd相機(jī)同時(shí)對(duì)印染后的布匹與標(biāo)準(zhǔn)布匹進(jìn)行實(shí)時(shí)在線拍攝；
s2圖像預(yù)處理：對(duì)采集得到的圖像進(jìn)行降噪、去高光等預(yù)處理；
s3圖像分隔：將圖像自定義分隔成m×n塊，以每一塊為單元進(jìn)行研究；
s4有無紋理判斷：每一塊單元里的布匹圖像可以分為純色無紋理布匹和有紋理布匹，通過方向?yàn)V波器組來計(jì)算布匹圖像的紋理，對(duì)紋理結(jié)果進(jìn)行分析，當(dāng)紋理所占的比例達(dá)到自適應(yīng)閾值時(shí)，則規(guī)定該圖像為紋理圖像，否則為純色無紋理圖像；
s5分類檢測(cè)1：對(duì)于純色無紋理布匹，在基于cielab顏色空間下，采用色差均值δe作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。
s6分類檢測(cè)2：對(duì)通過改進(jìn)后的模糊c均值聚類的方法提取紋理圖像的主導(dǎo)色，占圖像最大比例；另一類為背景色，背景色主要由紋理和底色組成，所表征的顏色可能有多種，但總和占圖像較小比例。在基于cielab顏色空間下，對(duì)主導(dǎo)色計(jì)算得到色差值：x，背景色計(jì)算得到色差值：y，通過加權(quán)處理的方式求得總色差值：z＝ax+by，a+b＝1或者采用其他方法求得總色差值z(mì)，最終求得：
s7結(jié)果處理：當(dāng)布匹中任意一塊區(qū)域的色差值超過設(shè)定閾值時(shí)，計(jì)算機(jī)發(fā)出警報(bào)，停止機(jī)器工作，同時(shí)記錄色差信息和坐標(biāo)；
s8結(jié)果儲(chǔ)存：最終布匹的色差信息被保存在計(jì)算機(jī)和云端數(shù)據(jù)庫(kù)中，便于信息共享。
在本發(fā)明實(shí)施過程中，步驟s4中提出了利用方向?yàn)V波器組，即x方向和y方向的兩個(gè)sobel算子，對(duì)圖像進(jìn)行卷積濾波，得到兩個(gè)方向的卷積結(jié)果，求歐式距離得到最終卷積結(jié)果。
在本發(fā)明實(shí)施過程中，采用otsu(大津法)算法來自動(dòng)計(jì)算閾值，對(duì)卷積結(jié)果進(jìn)行二值化。數(shù)值為1的部分對(duì)應(yīng)紋理區(qū)域，否則為背景部分。統(tǒng)計(jì)紋理部分像素個(gè)數(shù)占整個(gè)圖像像素的比值，當(dāng)該比值達(dá)到一定值時(shí)，可以人為設(shè)定這個(gè)值，則認(rèn)為該圖像為紋理布匹圖像，否則為均勻布匹圖像。
在本發(fā)明實(shí)施過程中，對(duì)有紋理布匹和無紋理布匹采用分別采用合適的色差計(jì)算方法，從而提高色差計(jì)算的準(zhǔn)確性和效率。
在本發(fā)明實(shí)施過程中，步驟s5中提出了模糊聚類的思想，并采用一種改進(jìn)后的模糊c均值聚類(fcm)算法，通過該方法對(duì)所拍攝的布匹圖像的像素首先自適應(yīng)確定聚類數(shù)目，進(jìn)行分類，主要聚類為兩大類，像素比例最多的一類為主導(dǎo)色，剩余的類歸為背景色，然后對(duì)每一類進(jìn)行色差計(jì)算，關(guān)鍵步驟如下：
步驟1：通過聚類有效性
其中，vc表示聚類中心，u表示模糊矩陣，com(vc，u)表示緊致性度量，set(c，u)表示分離性度量；
步驟2：將最佳聚類數(shù)c帶入fcm算法中，得到相應(yīng)的聚類結(jié)果。
在本發(fā)明實(shí)施過程中，顏色特征的提取以及色差的計(jì)算均基于cielab顏色空間模型，cielab使用l，a和b坐標(biāo)軸定義cie顏色空間，所有顏色都可以用l、a、b這三個(gè)數(shù)值表示。
其中，明度指數(shù)l(亮度軸)，表示黑白，0為黑色，100為白色，0—100之間為灰色。
色品指數(shù)a(紅綠軸)，正值為紅色，負(fù)值為綠色。
色品指數(shù)b(黃藍(lán)軸)，正值為黃色，負(fù)值為藍(lán)色。
在本發(fā)明實(shí)施過程中，純色無紋理布匹以及紋理布匹中無紋理部分的色差計(jì)算可以表示為被測(cè)布匹與標(biāo)準(zhǔn)布匹間l*、a*和b*之差，用δl*，δa*，δb*表示，δe*表示總色差，即平均色差。
cielab色差公式：
在本發(fā)明實(shí)施過程中，提出對(duì)純色無紋理的布匹，在基于cielab顏色空間下，采用一個(gè)顏色色差來表征色差的情況，采用求平均的方法得出色差均值，再計(jì)算色相對(duì)色差，并與閾值比較。相對(duì)色差同樣應(yīng)小于設(shè)定的百分比，超過該相對(duì)色差范圍判別為該布匹存在色差。
在本發(fā)明實(shí)施過程中，判斷其中任意一塊區(qū)域的色差以及色相對(duì)色差是否滿足設(shè)定要求，若滿足，則對(duì)所有區(qū)域的色差值求和再取平均的方法，計(jì)算出整個(gè)布匹的色差值，然后繼續(xù)拍攝下一張圖像，進(jìn)行處理。若不滿足，設(shè)備發(fā)送信號(hào)給計(jì)算機(jī)，發(fā)出報(bào)警，計(jì)算機(jī)控制程序保存該被測(cè)布匹的色差參數(shù)以及對(duì)當(dāng)下布匹進(jìn)行圖像采集，所采集的圖像將根據(jù)色差類型放置到相應(yīng)文件夾下，被測(cè)布匹圖像的每一個(gè)區(qū)域上均標(biāo)注出與標(biāo)準(zhǔn)布匹的色差值和相對(duì)色差，色差超過閾值部分用紅色字體標(biāo)注，其余用白色字體，同時(shí)保存當(dāng)?shù)貢r(shí)間。等待操作人員進(jìn)一步處理。
在本發(fā)明實(shí)施過程中，計(jì)算機(jī)所保存的色差參數(shù)以及所采集到的圖像信息將被上傳至云端進(jìn)行信息共享，便于遠(yuǎn)程查看和數(shù)據(jù)調(diào)用，同時(shí)可以人工修改參數(shù)。