CN104458759B - 一种灰度不匀自矫正系统的自动验布机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自动验布机，尤其涉及一种具有织物疵点自动检测和识别系统的自动验布机。其特征是由织物传动系统、光源和成像系统、图像采集处理与传输系统、人机交互系统和灰度不匀自矫正系统组成。本发明中自动验布机所安装的灰度不匀自矫正系统用结合总体平均值及局部滑动平均的思想实时快速矫正传统自动验布机所存在的灰度不匀，从而减少了传统验布机的误检率和漏检率。
Description
技术领域
本发明属于纺织工业中自动验布技术领域，涉及一种具有灰度不匀自矫正系统的自动验布机，具体来说核心灰度不匀自矫正系统的核心部分采用了一种线阵CCD相机成像灰度不匀的快速矫正方法，来实现自动验布机中线阵CCD相机所采集的灰度不匀图像的快速矫正。
背景技术
现阶段，织物疵点检测的工作大多是由传统的人工检验方式完成，这种方式存在漏检率高，检测结果波动性大，劳动生产效率低等弊病，随着用工成本的不断升高，对全自动验布设备的需求也日益急迫，国外比利时BARCO、瑞士Uster等公司相继推出了商业化的自动验布机，但因价格、品种适用性等原因在国内的应用并不理想，国内也正着手开展这方面的研究工作，但多以文献、专利和样机等形式体现。目前国内的自动验布机主要由机架、挡板、导布系统、照明系统、成像系统系统等组成。成像系统中相机多采用像元数较多的线阵CCD相机，所采集的图像经常呈现中间亮两侧暗的光照不匀现象，严重地影响了后续的织物图像的分析处理等操作，增加了误检率和漏检率。
这是因为在高精度和大视场图像采集的需求下，线阵CCD相机的成像像元个数也是随之增多，直接导致了光能到达成像平面的损失显著增加，使得CCD相机的输出图像的灰度存在中间亮两侧暗的光照不匀现象，严重地影响了后续的图像分析处理等操作。因此对输出的灰度不匀的图像进行相应的矫正操作显得非常必要。
在实际应用中，如图2所示，线阵CCD相机成像像元沿一条直线排列，由于光能损失，光学成像系统的成像平面的光轴处能量最大，两侧光能量损失较大。此时，即使采用平行均匀光源照射在物体上，到达成像平面上的光强度也会出现因光能损失而分布不均匀的现象，导致所采集到的图像灰度值呈现中间亮两侧较暗的不匀结果，如图3所示。
目前，对于线阵CCD相机输出图像灰度不匀的矫正方法分为两种：(1)硬件矫正：对光照系统进行分段调节，一般选用可分段调节的LED光源对两端进行光照补偿，这种方法虽不增加额外数据处理时间，但存在自适应调节差和精度低等不足；(2)软件矫正：主要有直方图均衡化、基于频域滤波以及参照标样等矫正方法，这类方法通常需要建立复杂的数学模型，其相关参数也需要事先进行标定，难以满足实际应用中高实时性和自适应等需求。
发明内容
本发明为克服上述自动验布机现有技术存在的不足而提出了一种线阵CCD相机图像灰度不匀快速矫正系统，其核心部分是采用了一种线阵CCD相机图像灰度不匀快速矫正方法。该方法操作简单、自适应性好、无需建立复杂的数学模型和参数标定操作，可以有效灵活地矫正线阵CCD相机图像的灰度分布不匀。本发明在结合了线阵CCD相机每个扫描周期输出一行图像数据的成像规律，通过对逐行图像数据的实时处理，提出了一种结合总体平均值及局部滑动平均的思想的实时灰度不匀矫正方法。
本发明中所采用的一种线阵CCD相机图像灰度不匀快速矫正方法，是一种实时性较好的矫正方法，在克服了传统硬件矫正的高成本、低精度及寿命低等不足和既有软件矫正方法存在的算法复杂、实时性差、需建立复杂数学模型和进行参数标定等缺点基础上，通过综合兼顾总体灰度均值和局部灰度均值，实现对CCD成像两侧较暗部分的灰度补偿矫正，从而实现了线阵CCD的实时灰度矫正。
一种线阵CCD相机成像灰度不匀的快速矫正方法，线阵CCD相机采集被测物图像，逐行矫正该图像，然后拼合成矫正后的图像；每个线扫描周期，被测物图像的行图像各像素的灰度值按对应的线阵CCD的像元的一维方向排列，组成一个灰度值分布函数，记为F(x)；因光能损失成像会明显呈现中间亮两侧暗的光照不匀现象，需对F(x)进行矫正，得到矫正后的灰度值分布函数为F’(x)，其矫正的具体步骤如下：
(1)求解F(x)对应的扫描行图像的总体灰度平均值，并记为G
其中，N为当前行图像的像素个数；
(2)求解F(x)在区间的滑动平均值，并记为M(x)
其中，m是向前滑动步长，n是向后滑动步长，m，总步长step＝m+n+1，0<step<N/4；i是临时变量，
(3)求解得到矫正后的灰度值分布函数F’(x)
F’(x)＝G+(F(x)-M(x))。
如上1所述的一种具有织物疵点自动检测和识别系统的自动验布机的线阵CCD相机图像灰度不匀快速矫正方法，m+1＝n。
如上所述的一种具有织物疵点自动检测和识别系统的自动验布机的线阵CCD相机图像灰度不匀快速矫正方法，线阵CCD相机的像元个数≥1024。
有益效果
与现有自动验布机相比，本发明的一种具有灰度不匀自矫正系统的自动验布机，所安装的灰度不匀自矫正系统具有以下优点：
1、矫正方法计算简单、实时性好；
2、相比于传统的采用额外光源进行补偿的硬件式矫正方法，所述方法具有自适应好、精度高及无使用寿命限制等优点；
3、方法兼顾总体平均值及局部滑动平均值的内在联系，其输出结果有很强自适应性，对织物纹理破坏较小。
附图说明
图1是具有灰度不匀自矫正系统的自动验布机结构示意图
图2是线阵CCD光能损失示意图
图3是线阵CCD成像灰度分布不匀示意图
图4是本发明基于总体均值的滑动平均思想用于矫正的示意图
图5是平纹织物原图
图6是步长step＝24时矫正后织物图像
图7是矫正前后灰度分布不匀对比图
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明的一种具有灰度不匀自矫正系统的自动验布机，如图1所示：由织物传动系统、光源和成像系统、图像采集处理与传输系统、人机交互系统和灰度不匀自矫正系统组成。
其中灰度不匀自矫正系统所采用的一种线阵CCD相机成像灰度不匀的快速矫正方法，先由线阵CCD相机采集被测物图像，逐行矫正该图像，然后拼合成矫正后的图像，图4是本发明基于总体均值的滑动平均思想用于矫正的示意图；每个线扫描周期，被测物图像的行图像各像素的灰度值按对应的线阵CCD的像元的一维方向排列，组成一个灰度值分布函数，记为F(x)；因光能损失成像会明显呈现中间亮两侧暗的光照不匀现象，影响成像质量，需对F(x)进行矫正，得到矫正后的灰度值分布函数为F’(x)，其矫正的具体步骤如下：
(1)求解F(x)对应的扫描行图像的总体灰度平均值，并记为G
其中，N为当前行图像的像素个数；
(2)求解F(x)在区间的滑动平均值，并记为M(x)
其中，m是向前滑动步长，n是向后滑动步长，m，总步长step＝m+n+1，0<step<N/4；i是临时变量，
(3)求解得到矫正后的灰度值分布函数F’(x)
F’(x)＝G+(F(x)-M(x))。
如上1所述的一种线阵CCD相机图像灰度不匀快速矫正方法，m+1＝n。
如上所述的一种线阵CCD相机图像灰度不匀快速矫正方法，线阵CCD相机的像元个数≥1024。
实施例1
图5为未采用该方法进行矫正的平纹织物原图像，由该图可以看出该图像呈中间亮，两侧暗的灰度不匀分布特征，此时所采集到的图像质量较差。下面采用该方法加以矫正，实际应用中是对每个线扫描周期内CCD所采集到的行图像逐行矫正，然后拼合成一幅完整图像。这里为与原图加以对比，首先将采集后的平纹织物原图像逐行分割，然后逐行矫正，最后再拼合成一幅完整图像，具体步骤如下：
将分割后的被测物图像的行图像各像素的灰度值按对应的线阵CCD的像元的一维方向排列，组成一个灰度值分布函数，记为F(x)，对F(x)进行矫正，得到矫正后的灰度值分布函数为F’(x)。
(1)求解F(x)对应的扫描行图像的总体灰度平均值，并记为G
其中，N为当前行图像的像素个数，此时N＝6144；
(2)求解F(x)在区间的滑动平均值，并记为M(x)
其中，m是向前滑动步长，n是向后滑动步长，m，总步长step＝m+n+1，0<step<N/4；i是临时变量，此时step＝24，m＝11，n＝12。
(3)求解得到矫正后的灰度值分布函数F’(x)
F’(x)＝G+(F(x)-M(x))。
矫正前的灰度不匀分布函数F(x)和矫正后的灰度不匀分布函数F’(x)如图7所示，可以看出原有灰度不匀的现象有较大改善，最后将矫正后的各行图像拼合成一幅完整的矫正后平纹织物图像，如图6所示。
Claims (2)
1.一种具有织物疵点自动检测和识别系统的自动验布机，包括织物传动系统、光源和成像系统、图像采集处理与传输系统、人机交互系统和灰度不匀自矫正系统，其特征在于：所述自动验布机中灰度不匀矫正系统的核心部分采用了一种线阵CCD相机成像灰度不匀的快速矫正方法；
所述线阵CCD相机采集被测物图像，然后逐行矫正该图像，最后拼合成矫正后的图像；
在每个线扫描周期，被测物图像的行图像各像素的灰度值按对应的线阵CCD的像元的一维方向排列，组成一个灰度值分布函数，记为F(x)；然后对F(x)进行矫正，得到矫正后的灰度值分布函数为F’(x)，其矫正的具体步骤如下：
(1)求解F(x)对应的扫描行图像的总体灰度平均值，并记为G
<mrow>
<mi>G</mi>
<mo>=</mo>
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<mrow>
<munderover>
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<mrow>
<mi>x</mi>
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</munderover>
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<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>x</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
<mi>N</mi>
</mfrac>
<mo>;</mo>
</mrow>
其中，N为当前行图像的像素个数；
(2)求解F(x)在区间的滑动平均值，并记为M(x)
其中，m是向前滑动步长，n是向后滑动步长，m+1＝n，总步长step＝m+n+1，0<step<N/4；i是临时变量，
(3)求解得到矫正后的灰度值分布函数F’(x)
F’(x)＝G+(F(x)-M(x))。
2.根据权利要求1所述的一种具有织物疵点自动检测和识别系统的自动验布机的线阵CCD相机图像灰度不匀快速矫正方法，其特征在于，线阵CCD相机的像元个数≥1024。
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Families Citing this family (3)
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN101442608A (zh) * | 2008-12-31 | 2009-05-27 | 中国资源卫星应用中心 | 一种对ccd相机的相对辐射校正进行改进的方法 |
| CN102300057A (zh) * | 2011-06-14 | 2011-12-28 | 北京空间机电研究所 | 线阵ccd像元响应不一致性校正方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 基于区域特征的线阵CCD成像校正方法的研究;尹楠;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》;20131115;第11-12页 * |
| 基于机器视觉的坯布疵点实时自动检测平台;李冠志等;《东华大学学报（自然科学版）》;20140228;第40卷(第1期);第11-16页 * |
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