CN105371955B - 一种染色色差检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种染色色差检测装置及检测方法，该染色色差检测装置通过设置照明灯、工业相机、支架，主控制器和报警装置，利用工业相机对染布在线生产过程进行实时拍摄，工业相机将拍摄到的染布图像通过线缆传递至主控制器，由主控制器分析计算染布重构图与理想样布图的RGB颜色分布，进而找出染布重构图与理想样布图的色差模型实现对色差的检测，因此该染色色差检测装置实现了对间歇式染色生产织物色泽的在线检测，并且该色差检测方法具有测量速度快且测量结果稳定的优点。

Description

一种染色色差检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及一种色差检测领域，尤其是一种染色色差检测装置及检测方法。

背景技术

现如今在间歇染色生产过程中，检测织物上染质量一般在染色完成后利用光电积分式测色仪或者分光光度测色仪进行接触式离线测量。这种方法测量的数据准确、方法简单，可减少误判和浪费，但测量周期长，测量精度较低，误差大；测量结果依赖同时测定模型，建模难度大，工作量大；受染料、助剂、面料、染机、染色温度变化等条件影响测量结果不稳定同时也存在一定的局限性，只适合于人工离线检测，无法实现对染色过程的在线监控。随着工厂的自动化程度越来越高，提高染色的效率，在线色差检测系统的应用是十分必要的。在流水作业印染染色布的生产车间现场，对印染布印染染色色差需要进行在线检测。现有技术中，对印花布印染染色色差的在线检测依靠人工进行检测，在轧染机落布处用人工及手动对比布匹左中右的染色色差(也叫边中差)，按国际标准比色卡(共九级)判定染色色差，其允许的误差一般为半级色差值。至于印染布匹的前后色差、匹差、批差等都是人工记录，并用比色箱进行离线式对比检测，工要指标是印染布的色度和饱和度差值。人工检测存在的缺点有:现场温湿度很高，工人检测工作环境恶劣，劳动强度大；工人长时间工作容易产生视觉疲劳，无法保证检测质量，因此无法保证产品出厂的合格率；需经常进行边中差的人工检验，无法连续性在线检测；无法量化检测标准，全凭人工估计，检测人员很难准确判断出布匹前端和后端的色差、同批不同布匹之间的色差、以及不同批次的同种布料的色差，因此检测精度低。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种检测精度高的在线染色色差检测装置及检测方法。

本发明提供的技术方案如下：一种染色色差检测装置，包括照明灯、工业相机、支架，主控制器和报警装置，所述工业相机和照明灯设置在所述支架上，所述工业相机通过线缆与所述主控制器相连，所述主控制器的输出端与所述报警装置相连，所述工业相机检测到染布图像后通过线缆传递至所述主控制器以计算染布图像的RGB颜色分布曲线，所述主控制器将染布RGB颜色分布曲线与预设样布RGB颜色分布曲线进行比较分析后计算出色差判定值，所述报警装置会对所述主控制器中超出设定范围的分析结果进行发声警示以防止连续出现色差，所述工业相机采用的是能够将光学影像转换为数字信号的CCD相机，所述照明灯设置在所述工业相机的两侧，包括显示装置，所述显示装置与所述主控制器相连以用于显示染布的色差信息，所述主控制器中还包括数据存储卡，所述数据存储卡可存储生产过程中染布色差变化的历史数据。

一种染色色差检测方法，包括以下步骤：

1)将样布的RGB值、饱和度值以及色度值存储于主控制器中并设定样布RGB颜色分布曲线为检测参量，同时根据用户要求设定所述检测参量的精度范围；

2)打开照明灯，并启动工业相机对在线运行的染布印染过程进行实时拍摄，利用线缆将工业相机拍摄到的图像传输至主控制器中供检测；

3)主控制器定时单元在完成计时后发出中断指令，中断程序中工业相机抓拍一次，保存图像后结束中断，重新启动定时单元，主控制器进入图像处理程序对获得织物的图像进行去噪，去皱折，去高光，去阴暗的预处理从而得到染布的重构图；

4)主控制器中的计算分析程序分析比较染布重构图与样布图的RGB颜色分布曲线进而得出染布重构图与样布图色差与相似度之间的数学模型，通过织物染布颜色值分布的规律以及与样布色偏离的程度以实现色差的检测，进而得到染布色差判定值，还包括历史数据查询步骤，调取主控制器中记录的染布色差变化信息以判断生产过程中的染色质量；

5)由主控制器判断染布色差判定值是否超出预设的精度范围并将超出预设范围的结果通过报警装置发出报警信息以防止连续出现色差。

在本发明的较佳实施例中，在步骤1)之前还包括根据用户对印染布印染颜色及精细度的要求，对工业相机进行参数设置的步骤，包括设置工业相机拍摄图像的质量、分辨率、取景实际范围。

本发明产生的有益效果在于：本发明中的染色色差检测装置通过设置照明灯、工业相机、支架，主控制器和报警装置，利用工业相机对染布在线生产过程进行实时拍摄，工业相机将拍摄到的染布图像通过线缆传递至主控制器，由主控制器分析计算染布重构图与理想样布图的RGB颜色分布，进而找出染布重构图与理想样布图的色差模型实现对色差的检测，因此该染色色差检测装置实现了对间歇式染色生产织物色泽的在线检测，并且该色差检测方法具有测量速度快且测量结果稳定的优点。

附图说明

图1为本发明的染色色差检测装置及检测方法的主要结构示意图；

图2为图1所示的染色色差检测装置检测方法的流程图。

具体实施方式

参见图1，该染色色差检测装置包括照明灯1、工业相机3、支架4，成像区域5，主控制器6和报警装置(图未示)，工业相机3和照明灯1设置在支架4上，支架4设置在染布机器2上、工业相机3通过线缆与主控制器6相连，主控制器6的输出端与报警装置相连，工业相机3检测到染布图像后通过线缆传递至主控制器6以计算染布图像的RGB颜色分布曲线，主控制器6将染布RGB颜色分布曲线与预设样布RGB颜色分布曲线进行比较分析后计算出色差判定值，超出设定范围的报警装置会进行发声警示。

参见图1和图2，染色色差检测装置检测方法的流程包括开始、工业相机采集图像、输入标准样布图像和输入采集织物图像、图像类重构处理、重构图像相似度评价、重构图像色差模型、色差信息和结束，具体地为，工业相机3采用的是能够将光学影像转换为数字信号的CCD相机，在工业相机3旁安装照明灯1用以提高图像质量，在检测过程中：通过工业相机3拍摄织物染布的图像并在成像区域5成像，主控制器6定时单元在完成计时后发出中断指令，中断程序中工业相机3抓拍一次，保存图像后结束中断，重新启动定时单元，主控制器6进入图像处理程序对获得织物的图像进行预处理，通过一定的判别规则下主控制器6去噪，去皱折，去高光，去阴暗等步骤计算出满足测量条件的最优图像子区域，以该子区域为测色区域进行插值重构处理，根据图像的尺寸比例来重构出分布均匀的平整图像，分析比较染布重构图与样布图的RGB分布图，进而找出染布重构图与样布图的色差模型实现对色差的检测，实现了对间歇式染色生产织物色泽的在线检测。具体的计算分析方法是:通过检测这些子区域进行边缘检测和亮度平均对比度，舍弃其中异常的子区域，通过一维嫡值最小的规则从剩余子区域筛选出最优子区域，然后对得到的该子图像进行插值重构，得到的重构图与原图显示比例一致且颜色分布均匀的平整图像，通过分析原图、重构图与样布图之间的RGB颜色分布曲线，计算出三种情况下的图像的标准偏差、直方图倾斜度与一维嫡等参数对图像质量进行评价。经插值处理重构后的重构图与样布图之间存在偏差，用相似度衡量该偏差，计算出重构图与样布图的RGB分布图的一阶矩、二阶矩、三阶矩，建立理想图与重构图的相似度与各参数之间的模型，从而建立色差与相似度之间的数学模型，通过织物染布颜色值分布的规律以及与样布色偏离的程度以实现色差的检测，进而得到色差判定值。

并且，该染色色差检测装置采用高性能的彩色工业相机3，配套相关高解析度镜头来获取的织物染布图像，在机器视觉系统中，选择合适的光源和照明方案，为感光器件提供充分均匀的照明条件，保证亮度并使照明区域的亮度保持均匀，并可根据不同类型针织物的实际照明需要更换光源类型，选用反射照明的方式，将照明灯1安装于装置工业相机3的两侧以提高照明条件进而获得高质量的图像。但获取织物的反射图像由于拍摄环境、硬件设备等多种因素之间的影响，含有各种噪声的干扰，直接影响最终的测量结果。

综上所述，该染色色差检测装置通过设置照明灯1、工业相机3、支架4，主控制器6和报警装置50，利用工业相机3对染布在线生产过程进行实时拍摄，工业相机3将拍摄到的染布图像通过线缆传递至主控制器6，由主控制器6分析计算染布重构图与理想样布图的RGB颜色分布，进而找出染布重构图与理想样布图的色差模型实现对色差的检测，因此该染色色差检测装置实现了对间歇式染色生产织物色泽的在线检测，并且该色差检测方法具有测量速度快且测量结果稳定的优点。

上述仅为本发明的一个具体实施例，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (2)

1.一种染色色差检测方法，该染色色差检测方法应用了染色色差检测装置，其特征在于:该染色色差检测装置包括照明灯、工业相机、支架，主控制器和报警装置，所述工业相机和照明灯设置在所述支架上，所述工业相机通过线缆与所述主控制器相连，所述主控制器的输出端与所述报警装置相连，所述工业相机检测到染布图像后通过线缆传递至所述主控制器以计算染布图像的RGB颜色分布曲线，所述主控制器将染布RGB颜色分布曲线与预设样布RGB颜色分布曲线进行比较分析后计算出色差判定值，所述报警装置会对所述主控制器中超出设定范围的分析结果进行发声警示以防止连续出现色差，所述工业相机采用的是能够将光学影像转换为数字信号的CCD相机，所述照明灯设置在所述工业相机的两侧，还包括显示装置，所述显示装置与所述主控制器相连以用于显示染布的色差信息，所述主控制器中还包括数据存储卡，所述数据存储卡可存储生产过程中染布色差变化的历史数据；

该染色色差检测方法包括以下步骤：

1)将样布的RGB值、饱和度值以及色度值存储于主控制器中并设定样布RGB颜色分布曲线为检测参量，同时根据用户要求设定所述检测参量的精度范围；

2)打开照明灯，并启动工业相机对在线运行的染布印染过程进行实时拍摄，利用线缆将工业相机拍摄到的图像传输至主控制器中供检测；

3)主控制器定时单元在完成计时后发出中断指令，中断程序中工业相机抓拍一次，保存图像后结束中断，重新启动定时单元，主控制器进入图像处理程序对获得织物的图像进行去噪，去皱折，去高光，去阴暗的预处理从而得到染布的重构图；

4)主控制器中的计算分析程序分析比较染布重构图与样布图的RGB颜色分布曲线进而得出染布重构图与样布图色差与相似度之间的数学模型，通过织物染布颜色值分布的规律以及与样布色偏离的程度以实现色差的检测，进而得到染布色差判定值，还包括历史数据查询步骤，调取主控制器中记录的染布色差变化信息以判断生产过程中的染色质量；

5)由主控制器判断染布色差判定值是否超出预设的精度范围并将超出预设范围的结果通过报警装置发出报警信息以防止连续出现色差。

2.根据权利要求1所述的一种染色色差检测方法，其特征在于：在步骤1)之前还包括根据用户对印染布印染颜色及精细度的要求，对工业相机进行参数设置的步骤，包括设置工业相机拍摄图像的质量、分辨率、取景实际范围。