CN105631808B - 一种矫正自动验布机中布面抖动造成的图像畸变的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种矫正自动验布机中布面抖动造成的图像畸变的方法，用来矫正自动验布机中布面抖动造成的图像畸变，通过平铺图像所对应的织物，沿经向等间距划分网格作为矫正图像的采样点网格，根据平铺织物平面上矫正采样点与原采样点之间的空间关系进行线性插值，获得矫正图像上各像素的灰度值。方法所需运算负荷低，内存消耗小，可以应用于实时处理，以供自动验布机后续的疵点识别与处理。
Description
技术领域
本发明属自动验布技术领域，涉及一种矫正自动验布机中布面抖动造成的图像畸变的方法，矫正自动验布机中布面抖动造成的图像畸变。
背景技术
当基于图像处理技术的自动验布机布面传送系统高速运转的时候，布面的纬线易发生上下抖动，造成照相机获取的图像发生畸变，进而严重影响后续的疵点的图像的识别处理。
布面抖动造成图像畸变的具体机理为：当布面不存在抖动时，相机-布面系统可以看成相机以一定速率沿着一块平铺的布面的经向进行移动。
由于相机等间隔时间沿着布面的纬向进行线扫描，因此扫描线等间距地沿着经向分布在布面上。当布面纬线上下抖动时，同样可以看成相机沿着布面经向移动，此时的布面不再是平面，而是经向上波浪起伏的曲面，扫描线沿着经向坐标等间距分布，但在布面上不再等间距。扫描线上的采集的点阵作为图像上的行，按先后顺序拼接成为布面图像。由于抖动造成的布面的不等间距的采样最终形成织物图像上的纹理畸变。
采样间距大的部分在图像上表现为相对其他部分沿着经向缩短，而采用间距小的部分在图像上表现为相对伸长。图像的伸缩不仅改变了疵点的外形特征，更为疵点的识别与分类造成了困难。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种矫正自动验布机中布面抖动造成的图像畸变的方法，本发明克服了由于布面抖动引起的图像畸变，提高自动验布机的检测性能。本发明的矫正方法结合激光测距技术，通过实时探测相机扫描部位的织物的空间位置，获得织物的抖动的信息；并据此在软件上对图像进行矫正。
本发明的一种矫正自动验布机中布面抖动造成的图像畸变的方法，在验布时，线扫描获得织物图像并转化为灰度图像，具体步骤如下：
(1)线扫描获得织物图像，每条扫描线获取图像中的一行，行与织物的纬向相对应，列与走布方向即织物的经向相对应；在线扫描的同时，定时测量织物与传感器之间的距离，并依次排成序列z(t)即布面波动曲线，测距方向与扫描线处的布面垂直，测距点落在扫描线的扫描位置上；其中t为测距的采样时间序号t＝0,1,2,…,k；
(2)计算相邻扫描线在布面波动曲线上对应点连线的斜率Ssi：
Ssi＝(z(tnb)-z(tnb+1))×f2；
其中，下标si为相邻扫描线中居前的扫描线的序号；tnb和tnb+1为扫描线si相邻的两个距离采样点的时间序号；f2为测距的采样频率；
由于扫描与测距采样同时启动，第一根扫描线(si＝0)与第一个测距采样点(t＝0)同时产生，其它的扫描线和测距采样点产生的时刻分别为si/f1以及t/f2。通过产生时刻的前后比较，找到扫描线相邻的距离采样点tnb与tnx+1。
斜率的计算采用相邻的两个距离采样值的差与时间间隔的比值进行估计。
(3)计算相邻的扫描线在布面上的间距lsi：
其中，v为布面传送速度，f1为线扫描的扫描频率；
相邻的扫描线在布面上的间距由布面扫描间隔时间内的经向位移和上下波动位移的合成而来。
(4)将图像对应的织物段平铺成一个平面，计算扫描图像中各行在平铺织物面内的采样位置。依照扫描线的次序，按上步计算所得各相邻的扫描线的间距lsi，依次计算出各扫描线在织物面内的经向位置，即图像中各行在织物面内的采样位置xi；具体为：以织物经向为横坐标，以织物纬向为纵坐标，织物段内的第一根扫描线si0的位置为横坐标的原点，则有：
其中，i为织物图像中的行号；
由于布面的抖动为纬线上下波动，在平铺的织物段上，各扫描线平行地依次分布在织物内的不同经向位置。通过累加间距lsi，即得各扫描线的经向位置。
(5)计算平铺织物面内扫描线之间的平均间距
其中，T为n条扫描线内的测距总次数；n为扫描线总数；
平铺织物面内扫描线之间的平均间距通过统计多个测距获得。
(6)按所述平均间距在平铺织物面内划分矫正图像的行采样线，所述矫正图像的行采样线上的各像素灰度值g'(i,j)用线性插值法获得：
g'(i,j)＝g(il,j)+dil→i/dil→il+1×(g(il+1,j)-g(il,j))；
其中，g(i,j)表示织物图像上像素点(i,j)的灰度值，其中i为图像中的行号，j为图像中的列号；点(il,j)和点(il+1,j)为平铺织物面内与矫正图像点(i,j)的采样点相邻的两个织物图像的点，dil→i为织物图像点(il,j)与矫正图像点(i,j)在平铺织物上的距离，dil→il+1为织物图像点(il,j)与(il+1,j)在平铺织物上的距离，dil→il+1＝xil+1-xil。
在平铺织物的经向上，采用平均间距划分矫正图像的行采样线，图像的列采样位置不变，矫正图像的各像素的灰度值通过经向上相邻的原始图像的采样点的灰度值线性插值获得。
(7)将所得矫正图像上各点的灰度值，纬向为行，经向为列，依次排列，形成矩阵，即得矫正图像。
作为优选的技术方案：
如上所述的一种矫正自动验布机中布面抖动造成的图像畸变的方法，所述线扫描获得织物图像按帧处理。
如上所述的一种矫正自动验布机中布面抖动造成的图像畸变的方法，所述定时测量织物与传感器的距离是指按一定时间间隔测量织物与传感器的距离；所述一定时间间隔为1毫秒～10秒。
如上所述的一种矫正自动验布机中布面抖动造成的图像畸变的方法，所述线扫描采用相机线扫描。
如上所述的一种矫正自动验布机中布面抖动造成的图像畸变的方法，所述测量织物与传感器的距离采用激光测距仪测距。
如上所述的一种矫正自动验布机中布面抖动造成的图像畸变的方法，所述线扫描的扫描频率f1为1～100000。
如上所述的一种矫正自动验布机中布面抖动造成的图像畸变的方法，所述测距的采样频率f2为0.1～1000。
如上所述的一种矫正自动验布机中布面抖动造成的图像畸变的方法，所述布面传送速度v为0.01～200米/分钟。
如上所述的一种矫正自动验布机中布面抖动造成的图像畸变的方法，f1/f2＝1～10000。有益效果
本发明的一种矫正自动验布机中布面抖动造成的图像畸变的方法，所需计算机运算负荷低，内存消耗量小，可以实时矫正矫正自动验布机中布面抖动造成的图像畸变，以供自动验布机后续的疵点识别与处理。
附图说明
图1为自动验布机图像线扫描与激光测距示意图。
图2为平铺织物上图像扫描、激光测距和图像矫正的采样点阵示意图。
其中，1为线扫描相机，2为激光测距传感器，x为织物经向，y为织物纬向，z为织物上下波动方向。●为织物图像采样点，*为矫正图像采样点，×为测距采样点。
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。
本发明的一种矫正自动验布机中布面抖动造成的图像畸变的方法，在验布时，线扫描获得织物图像并转化为灰度图像，具体步骤如下：
(1)如图1所示，线扫描获得织物图像，每条扫描线获取图像中的一行，行与织物的纬向相对应，列与走布方向即织物的经向相对应；在线扫描的同时，定时测量织物与传感器之间的距离，并依次排成序列z(t)即布面波动曲线，测距方向与扫描线处的布面垂直，测距点落在扫描线的扫描位置上；其中t为测距的采样时间序号t＝0,1,2,…,k；
(2)计算相邻扫描线在布面波动曲线上对应点连线的斜率Ssi：
Ssi＝(z(tnb)-z(tnb+1))×f2；
其中，下标si为相邻扫描线中居前的扫描线的序号；tnb和tnb+1为扫描线si相邻的两个距离采样点的时间序号；f2为测距的采样频率；
(3)计算相邻的扫描线在布面上的间距lsi：
其中，v为布面传送速度，f1为线扫描的扫描频率；
(4)将图像对应的织物段平铺成一个平面，计算扫描图像中各行在平铺织物面内的采样位置。依照扫描线的次序，按上步计算所得各相邻的扫描线的间距lsi，依次计算出各扫描线在织物面内的经向位置，即图像中各行在织物面内的采样位置xi；具体为：以织物经向为横坐标，以织物纬向为纵坐标，织物段内的第一根扫描线si0的位置为横坐标的原点，则有：
其中，i为织物图像中的行号；
(5)计算平铺织物面内扫描线之间的平均间距
其中，T为n条扫描线内的测距总次数；n为扫描线总数；
(6)如图2所示，按所述平均间距在平铺织物面内划分矫正图像的行采样线，所述矫正图像的行采样线上的各像素灰度值g'(i,j)用线性插值法获得：
g'(i,j)＝g(il,j)+dil→i/dil→il+1×(g(il+1,j)-g(il,j))；
其中，g(i,j)表示织物图像上像素点(i,j)的灰度值，其中i为图像中的行号，j为图像中的列号；点(il,j)和点(il+1,j)为平铺织物面内与矫正图像点(i,j)的采样点相邻的两个织物图像的点，dil→i为织物图像点(il,j)与矫正图像点(i,j)在平铺织物上的距离，dil→il+1为织物图像点(il,j)与(il+1,j)在平铺织物上的距离，dil→il+1＝xil+1-xil；
(7)将所得矫正图像上各点的灰度值，纬向为行，经向为列，依次排列，形成矩阵，即得矫正图像。
如上所述的一种矫正自动验布机中布面抖动造成的图像畸变的方法，所述线扫描获得织物图像按帧处理。
如上所述的一种矫正自动验布机中布面抖动造成的图像畸变的方法，所述定时测量织物与传感器的距离是指按一定时间间隔测量织物与传感器的距离；所述一定时间间隔为1毫秒～10秒。
如上所述的一种矫正自动验布机中布面抖动造成的图像畸变的方法，所述线扫描采用相机线扫描。
如上所述的一种矫正自动验布机中布面抖动造成的图像畸变的方法，所述测量织物与传感器的距离采用激光测距仪测距。
如上所述的一种矫正自动验布机中布面抖动造成的图像畸变的方法，所述线扫描的扫描频率f1为1～100000。
如上所述的一种矫正自动验布机中布面抖动造成的图像畸变的方法，所述测距的采样频率f2为0.1～1000。
如上所述的一种矫正自动验布机中布面抖动造成的图像畸变的方法，所述布面传送速度v为0.01～200米/分钟。
如上所述的一种矫正自动验布机中布面抖动造成的图像畸变的方法，f1/f2＝1～10000。
Claims (7)
1.一种矫正自动验布机中布面抖动造成的图像畸变的方法，在验布时，线扫描获得织物图像并转化为灰度图像，其特征是具体步骤如下：
(1)线扫描获得织物图像，每条扫描线获取图像中的一行，行与织物的纬向相对应，列与走布方向即织物的经向相对应；在线扫描的同时，定时测量织物与传感器之间的距离，并依次排成序列z(t)即布面波动曲线，测距方向与扫描线处的布面垂直，测距点落在扫描线的扫描位置上；其中t为测距的采样时间序号t＝0,1,2,…,k；
(2)计算相邻扫描线在布面波动曲线上对应点连线的斜率Ssi：
Ssi＝(z(tnb)-z(tnb+1))×f2；
其中，下标si为相邻扫描线中居前的扫描线的序号；tnb和tnb+1为扫描线si相邻的两个距离采样点的时间序号；f2为测距的采样频率；
(3)计算相邻的扫描线在布面上的间距lsi：
其中，v为布面传送速度，f1为线扫描的扫描频率；
(4)将图像对应的织物段平铺成一个平面，计算扫描图像中各行在平铺织物面内的采样位置，依照扫描线的次序，按上步计算所得各相邻的扫描线的间距lsi，依次计算出各扫描线在织物面内的经向位置，即图像中各行在织物面内的采样位置xi；具体为：以织物经向为横坐标，以织物纬向为纵坐标，织物段内的第一根扫描线si0的位置为横坐标的原点，则有：
其中，i为织物图像中的行号；
(5)计算平铺织物面内扫描线之间的平均间距
其中，T为n条扫描线内的测距总次数；n为扫描线总数；
(6)按所述平均间距在平铺织物面内划分矫正图像的行采样线，所述矫正图像的行采样线上的各像素灰度值g'(i,j)用线性插值法获得：
g'(i,j)＝g(il,j)+dil→i/dil→il+1×(g(il+1,j)-g(il,j))；
其中，g(i,j)表示织物图像上像素点(i,j)的灰度值，其中i为图像中的行号，j为图像中的列号；点(il,j)和点(il+1,j)为平铺织物面内与矫正图像点(i,j)的采样点相邻的两个织物图像的点，dil→i为织物图像点(il,j)与矫正图像点(i,j)在平铺织物上的距离，dil→il+1为织物图像点(il,j)与(il+1,j)在平铺织物上的距离，dil→il+1＝xil+1-xil；
(7)将所得矫正图像上各点的灰度值，纬向为行，经向为列，依次排列，形成矩阵，即得矫正图像。
2.根据权利要求1所述的一种矫正自动验布机中布面抖动造成的图像畸变的方法，其特征在于，所述线扫描获得织物图像按帧处理。
3.根据权利要求1所述的一种矫正自动验布机中布面抖动造成的图像畸变的方法，其特征在于，定时测量织物与传感器的距离是指按一定时间间隔测量织物与传感器的距离；所述一定时间间隔为1毫秒～10秒。
4.根据权利要求1所述的一种矫正自动验布机中布面抖动造成的图像畸变的方法，其特征在于，所述线扫描采用相机线扫描。
5.根据权利要求1所述的一种矫正自动验布机中布面抖动造成的图像畸变的方法，其特征在于，测量织物与传感器的距离采用激光测距仪测距。
6.根据权利要求1所述的一种矫正自动验布机中布面抖动造成的图像畸变的方法，其特征在于，所述布面传送速度v为0.01～200米/分钟。
7.根据权利要求1所述的一种矫正自动验布机中布面抖动造成的图像畸变的方法，其特征在于，f1/f2＝1～10000。
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| CB02 | Change of applicant information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A method for correcting image distortion caused by cloth surface jitter in automatic cloth inspection machine Effective date of registration: 20220418 Granted publication date: 20181019 Pledgee: Keqiao Branch of Bank of China Ltd. Pledgor: ZHEJIANG YUEJIAN INTELLIGENT EQUIPMENT CO.,LTD. Registration number: Y2022330000539 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20220720 Granted publication date: 20181019 Pledgee: Keqiao Branch of Bank of China Ltd. Pledgor: ZHEJIANG YUEJIAN INTELLIGENT EQUIPMENT CO.,LTD. Registration number: Y2022330000539 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A method for correcting image distortion caused by cloth surface jitter in automatic cloth inspection machine Effective date of registration: 20220904 Granted publication date: 20181019 Pledgee: Keqiao Branch of Bank of China Ltd. Pledgor: ZHEJIANG YUEJIAN INTELLIGENT EQUIPMENT CO.,LTD. Registration number: Y2022330002113 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20230912 Granted publication date: 20181019 Pledgee: Keqiao Branch of Bank of China Ltd. Pledgor: ZHEJIANG YUEJIAN INTELLIGENT EQUIPMENT CO.,LTD. Registration number: Y2022330002113 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |