CN102095499A

CN102095499A - 一种瓷砖自动分色的方法

Info

Publication number: CN102095499A
Application number: CN2009102194123A
Authority: CN
Inventors: 程好学
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-12-09
Filing date: 2009-12-09
Publication date: 2011-06-15

Abstract

本发明公开一种瓷砖自动分色的方法，更具体的说是涉及一种定量测定瓷砖表面图像色值并通过与标准色值进行比对从而把不同颜色瓷砖进行分类的方法，其特征在于采用瓷砖表面图像三原色(R、G、B)灰度值的汇总计算值作为判定瓷砖色号的基准。其优点在于可实现瓷砖在线分色；提高分色的准确性；降低工人劳动强度；提高瓷砖选别的自动化水平。

Description

一种瓷砖自动分色的方法

技术领域：

本发明涉及瓷砖制造领域中成品检查的一种瓷砖自动分色的方法，更具体的说是涉及一种定量测定瓷砖表面图像三原色(R、G、B)灰度值并进行汇总计算，通过该灰度值汇总计算值与标准色对应值进行比对从而把不同颜色瓷砖进行分类的方法。

背景技术：

目前，我国已经成为全球的建筑陶瓷基地，但是，陶瓷行业在我国还是属于劳动密集型产业，特别是在烧成后直至包装都大量使用人力。随着目前工资的上涨和市场对质量的进一步要求，提高后工序的自动化水平尤其重要。

选别往往是一个瓶颈工序，尤其是对于微粉和多管布料产品，由于工序波动会导致很多色差的产生。而目前，色差的分选依赖人工来完成，人工分选不仅因工人个人的色彩敏感性而有差异，还和光线，视力的疲劳等有很大关系，所以造成在实际工作中的很大困惑并导致大量客诉产生。

国外有自动检测设备的生产，其中尺寸和平整度检测比较成熟，可见的是意大利system公司的产品，但是，色差检测设备未见大面积应用。

国内方面，中国专利ZL 200720051624.1描述一种基于机器视觉的瓷砖检测专用装置，用于检测瓷砖的尺寸和表面缺陷，其图像采集由增量式旋转编码器控制线性CCD摄像机的拍摄，采样精度低，无法获取全面的图像色彩信息，另外需要对被检瓷砖图像进行还原显示，当采样精度很高时或瓷砖很大时，过大的图像信息传输量会制约响应速度，无法进行实时在线检测；中国专利ZL200520058035.7描述的瓷砖表面质量自动检测装置采用数码相机，其缺点是数码相机拍摄的图像必须传送到电脑进行处理，对于大于800MM的大规格砖如果要得到300DPI的图像需要超过200M的信息传送量，其响应的速度很难满足在线检测的需要，另外在运动状态获得瓷砖表面的图像其重复精度将很难保证；发明专利申请号200610123005.9描述的陶瓷砖质量检测的方法和设备，虽然被检瓷砖在拍摄位进行了停顿以便相机拍摄，但是其对大规格砖处理仍未有很好的解决方案，特别是对于800*1200MM等长方形砖更难处理，另外，外加光源形成的反射和衍射会由于砖表面平整度的变化而变化，这些会影响图像的精度和拍摄的重复精度。所以，目前市场未见成熟的自动分色装置应用。

发明内容：

本发明主要为解决上述之不足而提供的一种具有较高系统稳定性和重复精度并可采集大于300DPI图像的在线瓷砖自动分色方法，其特征在于根据瓷砖表面图像三原色(R、G、B)灰度值的汇总计算值作为判定瓷砖色号的基准，其实施过程如下：

(1).采用基于线阵CCD光电传感器、线阵CMOS光电传感器、LIDE接触式图像传感器的扫描头、摄像头为图像采集装置；

(2).图像采集装置对瓷砖表面进行扫描并获得代表被检瓷砖表面图像三原色(R、G、B)明暗程度的灰度值；

(3).分别对被检瓷砖表面图像三原色(R、G、B)的灰度值进行汇总计算；

(4).被检瓷砖三原色(R、G、B)灰度值的汇总计算值分别与标准色号瓷砖的三原色(R、G、B)对应值进行计算求得被检瓷砖三原色(R、G、B)灰度值汇总计算值的相应偏差；

(5).根据设定的标准色号瓷砖三原色(R、G、B)灰度值汇总计算值公差和被检瓷砖三原色(R、G、B)灰度值汇总计算值偏差判定被检瓷砖色号。作为本方法的进一步说明，所述的瓷砖自动分色的方法中所述的瓷砖图像三原色(R、G、B)灰度值是经光电传感器转化的瓷砖表面图像三原色(R、G、B)的模拟信号，根据设定的采样精度经模数转换后得到的代表三原色(R、G、B)明暗程度的数字值；所述的灰度值的汇总计算值是分别对三原色(R、G、B)的所有灰度值进行求和、求平均值或者函数运算的结果值。

本发明所述的灰度值汇总计算值的计算与瓷砖图像扫描同步进行。

所述的图像采集装置是由大于一个基于线阵CCD光电传感器的扫描头组成的扫描头阵列。

所述的图像采集装置是由大于一个基于线阵CMOS光电传感器的扫描头组成的扫描头阵列。

所述的图像采集装置是由大于一个基于LIDE接触式图像传感器的扫描头组成的扫描头阵列。

所述的图像采集装置是由大于一个线阵摄像头组成的摄像头阵列。

上述的扫描头是市售扫描仪的扫描头组件。

本发明相对于现有技术具有如下优点：

(1).由于采用瓷砖表面图像三原色(R、G、B)灰度值的汇总计算值作为判定瓷砖色号的基准，就可以去除不需要的地址信息，直接对模数转换后的灰度值进行汇总计算，简化电路结构提高系统响应速度。

(2).采用扫描仪的扫描头组件成本低，更换迅速简单。

(3).扫描头一般为LED光源或冷阴极灯管并且贴近瓷砖面扫描光源损失少，受瓷砖表面平整度和外界光源的影响小，所以摄入信息失真小，重复精度好，系统稳定。

(4).采用扫描头阵列可以根据每个扫描头扫描区域的灰度信息汇总值进行比对，可以检测微粉砖的布料均匀性。

(5).采用LIDE接触式图像传感器的扫描头由于没有轮廓失真，所以可以准确的提取瓷砖形状及尺寸信息，以及一些现有技术难以发现的缺边缺角缺陷，检测内容更全面。

附图说明：

图1是该发明流程示意图

图2是实施例1结构示意图

图3是实施例2结构示意图

图4是实施例3结构示意图

图5是实施例4结构示意图

图6是实施例5结构示意图

具体实施方式：

现结合说明书附图具体说明如下：

本发明所述瓷砖自动分色方法适用于瓷砖的成品色号自动检测，依据本发明所制造的分色装置安装于选别流水线上或嵌装于流水线中，其工作流程如附图1所示。

步骤1：图像采集

图像采集装置位于瓷砖输送带上方并固定，当瓷砖感应装置检测到有瓷砖通过时，电脑控制装置会向图像采集装置发出扫描开始指令，图像采集装置开始按照固有频率进行图像扫描，图像采集装置的光电传感器将感应到的光信号转化为三原色(R、G、B)模拟电信号输出。

步骤2：三原色(R、G、B)灰度值信息

图像采集装置输出的模拟信号按照设定的采样精度经A/D模数转换后得到三原色(R、G、B)灰度数字值。在这个步骤，如果采用线阵CCD扫描头、摄像头以及LIDE接触式图像传感器扫描头则需要配套A/D模数转换电路，或者采用扫描仪配套主板电路进行A/D模数转换，或者采用DSP数字信号处理系统转换并汇总计算；如果采用线阵CMOS扫描头和线阵CCD数字摄像头则直接输出三原色(R、G、B)灰度数字信息而无需配套A/D模数转换电路，则本步骤和步骤1合并进行。

步骤3：三原色(R、G、B)灰度值汇总计算

灰度值的汇总计算可以是实时求算术平均值、加权平均值、移动平均值、累加求和、函数运算等。硬件可以采用DSP数字信号处理系统、单片机和计算机中的一种或几种来实现，如果采用DSP则步骤2和3可以合并为一个步骤实施。

步骤4：三原色(R、G、B)灰度汇总计算值偏差计算

这里的灰度汇总计算值偏差是相对于标准色号瓷砖而言，首先标准色号瓷砖在检测开始前要进行扫描并将相应灰度汇总计算值存储为标准值作为后续检测的基准，被检瓷砖扫描结束后得到的灰度汇总计算值与此标准值比对以求取偏差值。此偏差值包括总的偏差值和分区偏差值，总的偏差值用于检测瓷砖的色号，分区偏差值用于检查图案分布的均匀性。

步骤5：色号判定

瓷砖离开扫描区域时，瓷砖感应装置发出停止扫描信号，计算机系统完成最后的计算，根据三原色(R、G、B)灰度汇总计算值偏差和设定的公差范围进行色号判定，并传送给标识装置进行标识。

重复以上步骤进入下一个检测。

以上步骤，可以根据实施方案所用硬件的功能不同而进行合并实施，比如采用计算机作为计算分析装置，则步骤3至5可以合并实施。

下面结合具体实施例做更进一步描述

实施例1：

如图2所示，本例图像采集装置采用基于线阵CCD光电传感器或LIDE图像传感器的扫描仪用扫描头N*M个组成N列M行的扫描头阵列。列数N根据检测瓷砖的宽度而定，扫描头宽度为200-210MM，每行排列的扫描头中间尽量无间隙；行数M根据流水线速度而定，扫描速度乘以M应大于等于流水线速度，列间隔根据瓷砖长度均匀分布。

由于扫描头输出的是三原色(R、G、B)模拟信号，所以采用数个多通道DSP数字信号处理系统进行A/D模数转换并进行汇总计算，计算结果输出到计算机或单板机进行计算、分析、判断，判断结果通过显示器显示并驱动标识装置进行标识。

本例由于采用了DSP数字信号处理系统，所以大量的数据在DSP系统得到了实时处理和运算，最终输出的是汇总计算的结果值，可以得到最短的响应时间。

实施例2：

如图3所示，本例和实施例1不同之处是把DSP数字信号处理系统换成了A/D模数转换器，由A/D模数转换器和单板机或计算机组成数据处理中枢。

实施例3：

如图4所示，本例图像采集装置采用基于线阵CCD光电传感器或LIDE图像传感器的扫描仪用扫描头N*M个组成N列M行的扫描头阵列。列数N根据检测瓷砖的宽度而定，扫描头宽度为200-210MM，每行排列的扫描头中间尽量无间隙；行数M根据流水线速度而定，扫描速度乘以M应大于等于流水线速度，列间隔根据瓷砖长度均匀分布。

由于扫描头输出的是三原色(R、G、B)模拟信号，本例保留了和扫描头配套的扫描仪主板，利用其A/D模数转换电路获取三原色(R、G、B)灰度数字信息。由于有N*M路输出，所以需要单板机或计算机系统或两者的组合来处理、汇总、计算三原色(R、G、B)灰度汇总计算值及偏差，分析、判断所属色号，判断结果通过显示器显示并驱动标识装置进行标识。

实施例4：

如图5所示，本例与实施例3不同之处是图像采集装置由线阵CCD扫描头/LIDE扫描头及主板阵列变为线阵CMOS扫描头阵列，由于CMOS扫描头直接输出数字三原色(R、G、B)灰度信号，所以后续电路和实施例3相同。

实施例5：

如图6所示，本例与实施例3不同之处是图像采集装置由线阵CCD扫描头/LIDE扫描头及主板阵列变为线阵CMOS摄像头或数字线阵CCD摄像头阵列，由于线阵CMOS摄像头或数字线阵CCD摄像头直接输出数字三原色(R、G、B)灰度信号，所以后续电路和实施例3相同。

参考资料：中国专利ZL200720051624.1

中国专利ZL200520058035.7

中国专利申请号200610123005.9

Claims

1.一种瓷砖自动分色的方法，其特征在于采用瓷砖表面图像三原色(R、G、B)灰度值的汇总计算值作为判定瓷砖色号的基准。

2.根据权利要求1所述的瓷砖自动分色的方法，其特征在于所述的瓷砖图像三原色(R、G、B)灰度值是经光电传感器转化的瓷砖表面图像三原色(R、G、B)的模拟信号，根据设定的采样精度经模数转换后得到的代表三原色(R、G、B)明暗程度的数字值；所述的灰度值的汇总计算值是分别对三原色(R、G、B)的所有灰度值进行求和、求平均值或者函数运算的结果值。

3.根据权利要求1所述的瓷砖自动分色的方法，其特征在于：(1).采用基于线阵CCD光电传感器、线阵CMOS光电传感器、LIDE接触式图像传感器的扫描头、摄像头为图像采集装置；(2).图像采集装置对瓷砖表面进行扫描并获得代表被检瓷砖表面图像三原色(R、G、B)明暗程度的灰度值；(3).分别对被检瓷砖表面图像三原色(R、G、B)的灰度值进行汇总计算；(4).被检瓷砖三原色(R、G、B)灰度值的汇总计算值分别与标准色号瓷砖的三原色(R、G、B)对应值进行计算求得被检瓷砖三原色(R、G、B)灰度值汇总计算值的相应偏差；(5).根据设定的标准色号瓷砖三原色(R、G、B)灰度值汇总计算值公差和被检瓷砖三原色(R、G、B)灰度值汇总计算值偏差判定被检瓷砖色号。

4.根据权利要求1至3所述的瓷砖自动分色的方法，其特征在于所述的灰度值汇总计算值的计算与瓷砖图像扫描同步进行。

5.根据权利要求3所述的瓷砖自动分色的方法，其特征在于所述的图像采集装置是由大于一个基于线阵CCD光电传感器的扫描头组成的扫描头阵列。

6.根据权利要求3所述的瓷砖自动分色的方法，其特征在于所述的图像采集装置是由大于一个基于线阵CMOS光电传感器的扫描头组成的扫描头阵列。

7.根据权利要求3所述的瓷砖自动分色的方法，其特征在于所述的图像采集装置是由大于一个基于LIDE接触式图像传感器的扫描头组成的扫描头阵列。

8.根据权利要求3所述的瓷砖自动分色的方法，其特征在于所述的图像采集装置是由大于一个线阵摄像头组成的摄像头阵列。

9.根据权利要求5至7所述的瓷砖自动分色的方法，其特征在于所述的扫描头是市售扫描仪的扫描头组件。