CN103234975B - 一种棉花异性纤维的检测定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种棉花异性纤维的检测定位方法，首先分别采用普通荧光光源和紫外荧光光源及双线阵CCD相机获取棉花异性纤维彩色图像；然后对普通荧光光源下采集的图像，在RGB和Lab颜色空间进行二次分割，检测出不同颜色的异性纤维；接着对紫外荧光光源下采集的图像，在RGB颜色空间检测含有荧光荧光增白剂的异性纤维；最后采用Blob分析方法标记对检测出的异性纤维进行标记，计算其中心坐标并进行分区划分，用以开启相应分区的喷阀，进行异性纤维的剔除。本发明计算简单、计算速度快，适合于棉花异性纤维在线检测系统，可以快速的检测出棉花中所含的异性纤维并进行准确的定位。

Description

一种棉花异性纤维的检测定位方法

技术领域

本发明涉及机器视觉技术领域，涉及一种棉花异性纤维的检测定位方法。

背景技术

棉花中经常混有异性纤维，如丝、麻、纸片等，如果不及时检出，将会严重影响后续纺织品的质量,在纺织企业中，目前多采用人工分拣的方法对异性纤维进行分拣剔除，该检测方法存在着检测方法复杂、检测准确率低的缺点，较难应用到实际的在线检测系统当中。

发明内容

本发明的目的是提供一种棉花异性纤维的检测定位方法，以解决现有方法中计算方法复杂、检测准确率较低的问题。

本发明采用的技术方案为，一种棉花异性纤维的检测定位方法，包括以下操作步骤，

步骤1，先采用普通荧光光源和线阵彩色CCD相机采集异性纤维彩色图像；再采用紫外荧光光源和线阵彩色CCD相机，采集含有荧光增白剂的近似棉花色的异性纤维图像；

步骤2，将步骤1中在普通荧光光源下采集到的异性纤维彩色图像，先在RGB颜色空间进行检测，再在Lab颜色空间中进行二次检测；

步骤3，将步骤1中在紫外荧光光源下采集到的含有荧光增白剂的近似棉花色的异性纤维图像，在RGB颜色空间进行异性纤维的检测；

步骤4，将步骤2和步骤3中检测到的异性纤维点，采用Blob分析算法对其进行区域标记并进行分区划分，以定位其所在的分区，用于开启相应分区的电磁喷阀，进行异性纤维的剔除，这样即完成了对棉花异性纤维的检测定位。

本发明的特点还在于，

步骤2中在RGB和Lab颜色空间中对异性纤维进行检测的具体方法为，按照公式（1）和公式（2），将采集的含有荧光增白剂的近似棉花色的异性纤维图像，从RGB颜色空间转换到Lab颜色空间，

$\left[\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}0.412453& 0.357580& 0.180423\\ 0.212671& 0.715160& 0.072169\\ 0.019334& 0.119193& 0.950227\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right]---\left(1\right)$

$\left\{\begin{array}{c}L=116f\left(\frac{Y}{Y_0}\right)-16\\ a=500[f\left(\frac{X}{X_0}\right)-f\left(\frac{Y}{Y_0}\right)]+128\\ b=200[f\left(\frac{Y}{Y_0}\right)-f\left(\frac{Z}{Z_0}\right)]+128\end{array}\right.---\left(2\right)$

其中， $f\left(I\right)=\left\{\begin{array}{cc}{I}^{\frac{1}{3}}& I>0.008856\\ 7.787I+\frac{16}{116}& I\≤0.008856\end{array}\right.,$ X₀，Y₀，Z₀为CIE标准照明体的三刺激值，X₀=96.422,Y₀=100.00,Z₀=82.521；

设参数值T₁=1，T₂=1，T₃=8，

如果B-R>T₁且b<126，则判断该点为红色异性纤维点；

如果G-R>T₂且a<127，则判断该点为绿色异性纤维点；

如果R-G>T₃且R-B>T₃且a>130，则判断该点为蓝色异性纤维点。

步骤3中含有荧光增白剂的近似棉花色的异性纤维的检测方法为，在RGB颜色空间中，设参数T₄=6,则符合B-R>T₄这一条件的点即为异性纤维点。

步骤4中对异性纤维进行标记及区域划分的方法具体为，

4.1）采用Blob分析方法对检测到的异性纤维进行区域标记；

4.2）对于标记出的每一个区域Ω_i，采用公式（3）计算其中心坐标，

$\left\{\begin{array}{c}{X}_i=\frac{1}{N}\underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{x}_j\\ Y_i=\frac{1}{N}\underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{y}_j\end{array}\right.,(x_j,y_j)\&Element;{\mathrm{\&Omega;}}_i---\left(3\right);$

其中，N为区域Ω_i中的像素点的个数，（X_i,Y_i)为求出的区域Ω_i的中心坐标；

4.3）设图像的宽度为W，在宽度方向上分出M个分区，则对于区域Ω_i，其对应的分区号为，

$m_i=\mathrm{INT}(\frac{X_i}{W}M+1),$

其中INT表示取整运算。

本发明的有益效果是，本发明的一种棉花异性纤维的检测定位方法，计算简单、计算速度快，适合于棉花异性纤维在线检测系统，异性纤维定位方法简单准确，可以快速定位到含有异性纤维的区域，便于剔除异性纤维。

附图说明

图1是本发明一种棉花异性纤维的检测定位方法的流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明的一种棉花异性纤维的检测定位方法，具体包括以下步骤：

步骤1，先采用普通荧光光源和线阵彩色CCD相机采集异性纤维彩色图像；再采用紫外荧光光源和线阵彩色CCD相机，采集含有荧光增白剂的近似棉花色的异性纤维图像；

步骤2，将步骤1中在普通荧光光源下采集到的异性纤维彩色图像，先在RGB颜色空间进行检测，再在Lab颜色空间中进行二次检测，具体方法为，

按照公式（1）和公式（2），将采集的含有荧光增白剂的近似棉花色的异性纤维图像，从RGB颜色空间转换到Lab颜色空间，

$\left[\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}0.412453& 0.357580& 0.180423\\ 0.212671& 0.715160& 0.072169\\ 0.019334& 0.119193& 0.950227\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right]---\left(1\right)$

$\left\{\begin{array}{c}L=116f\left(\frac{Y}{Y_0}\right)-16\\ a=500[f\left(\frac{X}{X_0}\right)-f\left(\frac{Y}{Y_0}\right)]+128\\ b=200[f\left(\frac{Y}{Y_0}\right)-f\left(\frac{Z}{Z_0}\right)]+128\end{array}\right.---\left(2\right)$

其中， $f\left(I\right)=\left\{\begin{array}{cc}{I}^{\frac{1}{3}}& I>0.008856\\ 7.787I+\frac{16}{116}& I\&le;0.008856\end{array}\right.,$ X₀，Y₀，Z₀为CIE标准照明体的三刺激值，X₀=96.422,Y₀=100.00,Z₀=82.521。

设参数值T₁=1，T₂=1，T₃=8，

如果B-R>T₁且b<126，则判断该点为红色异性纤维点；

如果G-R>T₂且a<127，则判断该点为绿色异性纤维点；

如果R-G>T₃且R-B>T₃且a>130，则判断该点为蓝色异性纤维点。

步骤3，将步骤1中在紫外荧光光源下采集到的含有荧光增白剂的近似棉花色的异性纤维图像，在RGB颜色空间进行异性纤维的检测，具体方法为，

由于在紫外光下采集到的与棉花色相近的含有荧光增白剂的异性纤维，在紫外光照射下发出蓝色的光比较明亮，故在RGB颜色空间中，B-R>T₄的点将被检测为异性纤维点，其中T₄=6。

步骤4，将步骤2和步骤3中检测到的异性纤维点，采用Blob分析算法对其进行区域标记并进行分区划分，以定位其所在的分区，用于开启相应分区的电磁喷阀，进行异性纤维的剔除，具体方法为，

4.1）采用Blob分析方法对检测到的异性纤维进行区域标记；

4.2）对于标记出的每一个区域Ω_i，采用公式（3）计算其中心坐标，

$\left\{\begin{array}{c}{X}_i=\frac{1}{N}\underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{x}_j\\ Y_i=\frac{1}{N}\underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{y}_j\end{array}\right.,(x_j,y_j)\&Element;{\mathrm{\&Omega;}}_i---\left(3\right),$

其中，N为区域Ω_i中的像素点的个数，（X_i,Y_i)为求出的区域Ω_i的中心坐标；

4.3）设图像的宽度为W，在宽度方向上分出M个分区，则对于区域Ω_i，其对应的分区号为，

$m_i=\mathrm{INT}(\frac{X_i}{W}M+1),$

其中INT表示取整运算，这样即完成了对棉花异性纤维的检测定位。

实施例1

在一实际棉花异性纤维的检测定位过程中，先采用普通荧光光源和线阵彩色CCD相机采集异性纤维彩色图像；再采用紫外荧光光源和线阵彩色CCD相机，采集含有荧光增白剂的近似棉花色的异性纤维图像。

将在普通荧光光源下采集的异性纤维彩色图像，按照公式（1）和公式（2），从RGB颜色空间转换到Lab颜色空间，设参数值T₁=1，T₂=1，T₃=8，如果B-R>T₁且b<126，则判断为红色异性纤维点；如果G-R>T₂且a<127，则判断为绿色异性纤维点；如果R-G>T₃且R-B>T₃且a>130，则判断为蓝色异性纤维点。

然后将紫外荧光光源下采集的含有荧光增白剂的近似棉花色的异性纤维图像，在RGB颜色空间进行异性纤维的检测，设T₄=6，则在RGB颜色空间中，如果B-R>T₄，则判断该点为异性纤维点。

最后，对于所检测到的异性纤维，采用Blob分析方法对检测到的异性纤维进行区域标记；对于标记出的每一个区域Ω_i，按照公式（3）计算其中心坐标，

$\left\{\begin{array}{c}{X}_i=\frac{1}{N}\underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{x}_j\\ Y_i=\frac{1}{N}\underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{y}_j\end{array}\right.,(x_j,y_j)\&Element;{\mathrm{\&Omega;}}_i---\left(3\right)$

其中，N为区域Ω_i中的像素点的个数，（X_i,Y_i)为求出的区域Ω_i的中心坐标。

再设图像的宽度为W，在宽度方向上共分M个分区，则对于区域Ω_i，其对应的分区号为：

$m_i=\mathrm{INT}(\frac{X_i}{W}M+1)$

其中INT表示取整运算，这样即完成了对棉花异性纤维的检测定位。

本发明的一种棉花异性纤维的检测定位方法，参见图1，可以看出本发明的方法采用了双光源，双线阵CCD相机对不同类型的棉花异性纤维图像进行采集，然后采用不同的检测方法对异性纤维进行检测，最后通过Blob分析方法对检出的异性纤维进行区域标记并进行分区划分，用以定位异性纤维所在的分区，便于开启不同区域的电磁喷阀，用以对异性纤维进行剔除，该方法计算简单、计算速度快，适合于棉花异性纤维在线检测系统，异性纤维的定位方法简单准确，可以快速定位到含有异性纤维的区域，便于剔除异性纤维。

Claims (2)

1.一种棉花异性纤维的检测定位方法，其特征在于，包括以下操作步骤，

步骤1，先采用普通荧光光源和线阵彩色CCD相机采集异性纤维彩色图像；再采用紫外荧光光源和线阵彩色CCD相机，采集含有荧光增白剂的近似棉花色的异性纤维图像；

步骤2，将步骤1中在普通荧光光源下采集到的异性纤维彩色图像，先在RGB颜色空间进行检测，再在Lab颜色空间中进行二次检测；

所述步骤2中在RGB和Lab颜色空间中对异性纤维进行检测的具体方法为，按照公式(1)和公式(2)，将采集的含有荧光增白剂的近似棉花色的异性纤维图像，从RGB颜色空间转换到Lab颜色空间，

$\left[\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\end{array}\right]\left[\begin{array}{ccc}0.412453& 0.357580& 0.180423\\ 0.212671& 0.715160& 0.072169\\ 0.019334& 0.119193& 0.950227\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right]---\left(1\right)$

$\left\{\begin{array}{c}L=116f\left(\frac{Y}{Y_0}\right)-16\\ a=500[f\left(\frac{X}{X_0}\right)-f\left(\frac{Y}{Y_0}\right)]+128\\ b=200[f\left(\frac{Y}{Y_0}\right)-f\left(\frac{Z}{Z_0}\right)]+128\end{array}\right.---\left(2\right)$

其中， $f\left(I\right)=\left\{\begin{array}{cc}{I}^{\frac{1}{3}}& I>0.008856\\ 7.787I+\frac{16}{116}& I\&le;0.008856\end{array}\right.,$ X₀，Y₀，Z₀为CIE标准照明体的三刺激值，X₀＝96.422,Y₀＝100.00,Z₀＝82.521；

设参数值T₁＝1，T₂＝1，T₃＝8，

如果B-R＞T₁且b＜126，则判断该点为红色异性纤维点；

如果G-R＞T₂且a＜127，则判断该点为绿色异性纤维点；

如果R-G＞T₃且R-B＞T₃且a＞130，则判断该点为蓝色异性纤维点；

步骤3，将步骤1中在紫外荧光光源下采集到的含有荧光增白剂的近似棉花色的异性纤维图像，在RGB颜色空间进行异性纤维的检测；

步骤4，将步骤2和步骤3中检测到的异性纤维点，采用Blob分析算法对其进行区域标记并进行分区划分，以定位其所在的分区，用于开启相应分区的电磁喷阀，进行异性纤维的剔除，这样即完成了对棉花异性纤维的检测定位；

所述步骤4中对异性纤维进行标记及区域划分的方法具体为，

4.1)采用Blob分析方法对检测到的异性纤维进行区域标记；

4.2)对于标记出的每一个区域Ω_i，采用公式(3)计算其中心坐标，

$\left\{\begin{array}{c}{X}_i=\frac{1}{N}\underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{x}_j\\ Y_i=\frac{1}{N}\underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{y}_j\end{array}\right.(x_j,y_j)\&Element;{\mathrm{\&Omega;}}_i---\left(3\right);$

其中，N为区域Ω_i中的像素点的个数，(X_i,Y_i)为求出的区域Ω_i的中心坐标；

4.3)设图像的宽度为W，在宽度方向上分出M个分区，则对于区域Ω_i，其对应的分区号为，

$m_i=\mathrm{INT}(\frac{X_i}{W}M+1),$

其中INT表示取整运算。

2.根据权利要求1所述的一种棉花异性纤维的检测定位方法，其特征在于，所述步骤3中含有荧光增白剂的近似棉花色的异性纤维的检测方法为，在RGB颜色空间中，设参数值T₄＝6,则符合B-R＞T₄这一条件的点即为异性纤维点。