CN111551555A

CN111551555A - 一种布料瑕疵线上自动辨识系统

Info

Publication number: CN111551555A
Application number: CN201910111035.5A
Authority: CN
Inventors: 董荣斌
Original assignee: Weijing Technology Co ltd
Current assignee: Weijing Technology Co ltd
Priority date: 2019-02-12
Filing date: 2019-02-12
Publication date: 2020-08-18

Abstract

本发明提出一种布料瑕疵线上自动辨识系统，包括一影像撷取装置、一人工瑕疵标示模块、一操作模块、一资料库模块、一布料比对模块、一自动瑕疵检测模块、一瑕疵学习模块及一布料卷动模块。本发明使用的影像撷取装置可应用于彩色影像，不再限制于灰阶影像。此外，由于人工瑕疵标示模块、资料库模块、布料比对模块、自动瑕疵检测模块，与瑕疵学习模块的配合，使得本系统可以很快地完成训练学习并具有即时检验的功能，可以应用于不同种类的布料，尤其适合非大量生产的布料的品检。

Description

一种布料瑕疵线上自动辨识系统

技术领域

本发明关于一种布料瑕疵线上自动辨识系统，特别是一种以人工检测加上机器学习的布料瑕疵线上自动辨识系统。

背景技术

成品的出货品管(Quality Control)对于制造商来说至关紧要。如果做得不好，除了会让有瑕疵的成品流通市面，造成商誉受损；同时，制造商也很难找出问题源，对制造流程中发生的问题进行改进。因此，各行各业都从自身的利益出发，绞尽脑汁地强化品管作业。

布料(包括天然纺织布与化学纤维布)是成千上万商品中的一类。有别于其它商品，布料的品管着重在其平面可现的缺陷，比如织线密度的差异、断线、脏污、黄化等。因此，传统上布料品管非常重视目检员的经验。然而，这样的作法易因目检员眼睛疲劳及不经意的疏忽，导致成效不彰。从而，布料生产厂商很早之前就开始着手进行自动化的品管作业。

一般来说，布料品管会使用摄像机撷取待检测的布料影像，依照设计的分析程序，检选出布料中不符合品质要求的部分而放行其他部分。这种检选机制在人工智慧技术出现后，可以让品管设备通过学习而找出出货品质的可接受范围，进而减少人工的干涉，从而减少生产成本及降低产品退货率。一个相关的技术如中国台湾新型专利第410275，应用数位影像处理及神经网路群作织物表面瑕疵检测的方法，所公开。

然而，随着时代的进步与市场对布料的需求变化，前述的技术还需要进一步的修正。首先，这些技术是在灰阶影像的基础上，然而，现有的影像技术已经可以处理不同颜色的图像了，针对布料的实际影像来执行品管检测更能提供精度。其次，这些技术的应用是色泽单调的产品，比如单一颜色的丹宁布匹，检测设备在学习过程中阻碍不大，因为问题点不复杂。但是，现今很多的市场需求不再是单调大宗的布料，取而代之的是更多个性化且少量的产品，检测设备的机器学习模块依靠现有的学习经验，难以应付各种花纹、材质的布料所带来的瑕疵型态。

因此，本发明提供一种布料瑕疵线上自动辨识系统，以期解决前述问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种布料瑕疵线上自动辨识系统，该自动辨识系统包括：一影像撷取装置，用以连续撷取一布料各部位的多个布料影像；一人工瑕疵标示模块，与该影像撷取装置连接，用以提供人工选择这些布料影像中的至少一问题影像及输入对应该至少一问题影像的即时瑕疵资料；一操作模块，与该影像撷取装置及该人工瑕疵标示模块连接，包括一控制界面和一资料处理单元，其中，该控制界面用以显示这些连续布料影像及提供该人工瑕疵标示模块的输入操作，该资料处理单元与该控制界面连接，该资料处理单元用以传送该至少一问题影像与该即时瑕疵资料及处理这些布料影像；一资料库模块，与该操作模块及该人工瑕疵标示模块连接，用以储存来自该影像撷取装置的这些布料影像、来自该人工瑕疵标示模块的至少一问题影像、即时瑕疵资料、预设瑕疵资料及预设问题影像，以供存取；一布料比对模块，与该影像撷取装置及该资料库模块连接，用以比对来自该影像撷取装置的布料影像与预设问题影像；一自动瑕疵检测模块，与该布料比对模块连接，用以控制布料展示以便该影像撷取装置进行影像撷取，并通过该布料比对模块的比对结果找出包括瑕疵布料的布料影像；及一瑕疵学习模块，与该资料库模块连接，用以操作内设的一机器学习演算程序学习前述的至少一问题影像、即时瑕疵资料、预设瑕疵资料及预设问题影像，并产生新的预设瑕疵资料及预设问题影像并增添于该资料库模块中。

所述的布料瑕疵线上自动辨识系统可进一步包括：一布料卷动模块，与该自动瑕疵检测模块连接，接受该自动瑕疵检测模块的控制而卷动成匹的布料，以便该影像撷取装置进行影像撷取。

最好，该影像撷取装置可为CCD摄像机或CMOS摄像机。该即时瑕疵资料可包括瑕疵类别代号、瑕疵名称、瑕疵位置、影像撷取装置代码及检测时间。该预设瑕疵资料可包括瑕疵类别代号、瑕疵名称、瑕疵位置、影像撷取装置代码及检测时间。该机器学习演算程序可来自开源软体库。

依照本发明，若该布料比对模块比对的影像差异部分大于10%时，该资料处理单元可暂存对应的布料影像，以进一步供该控制界面呈现。若该自动瑕疵检测模块找到包括瑕疵布料的布料影像时，该资料处理单元可将发现前述包括瑕疵布料的布料影像时点前10秒内的布料影像，通过该控制界面呈现。该资料处理单元可针对一指定时间范围，自该资料库模块中取出撷取自该指定时间范围的布料影像，通过该控制界面呈现。

本发明使用的影像撷取装置可应用于彩色影像，不再限制于灰阶影像。此外，由于人工瑕疵标示模块、资料库模块、布料比对模块、自动瑕疵检测模块，与瑕疵学习模块的配合，使得本系统可以很快地完成训练学习并具有即时检知的功能，可以应用于不同种类的布料，尤其适合非大量生产的布料的品检，从而解决了前述的问题。

附图说明

图1为依照本发明的实施例的一种布料瑕疵线上自动辨识系统的示意图；

图2绘示一块布料上的布料影像取像位置；

图3绘示操作模块的控制界面所显示的影像。

附图标记说明

1 布料

10 影像撷取装置

20 人工瑕疵标示模块

30 操作模块

310 控制界面

320 资料处理单元

40 资料库模块

50 布料比对模块

60 自动瑕疵检测模块

70 瑕疵学习模块

80 布料卷动模块。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合说明书附图对本发明作进一步地详细描述。

请见图1，该图为依照本发明的实施例的一种布料瑕疵线上自动辨识系统的示意图。布料瑕疵线上自动辨识系统包括一影像撷取装置10、一人工瑕疵标示模块20、一操作模块30、一资料库模块40、一布料比对模块50、一自动瑕疵检测模块60、一瑕疵学习模块70及一布料卷动模块80。上述各个元件的功能及互动作用将于下方说明。

影像撷取装置10是用来连续撷取一布料各部位的数个布料影像的硬体。影像撷取装置10可以安装在最容易观察（检验）布料的位置，而与其它元件分离（不在同一个保护机壳内）。可应用于本发明的布料，在材质上可以是天然的，比如棉织布，或是化学合成的，比如化纤布，甚至可以是混纺布。就形态而言，该布料可以是未裁切的长条布匹，也可以是经裁切过，形成一片片的零码布。但是在使用上，连续检测的布料必须在材料及表面花纹上一致才行。实作上，影像撷取装置10可以是CCD摄像机或CMOS摄像机，可以拍摄影片或连续撷取影像。是故，连续布料影像可以是影片档（如.csv档）中一帧帧的瞬时影像，也可以是连续拍摄的影像档（如.jpg档）。本发明不限定。然而，布料影像要覆盖布料的每一个角落，才不至于布料有些位置被遗落，从而检测不出该处的瑕疵。为了了解布料影像的位置，请参考图2，该图绘示一块布料1上的布料影像取像位置。在该例子中布料1呈长条状，由布料卷动模块80沿箭头指示方向卷收。在卷收的同时，布料1各部位依序出现在影像撷取装置10的下方。影像撷取装置10镜头可以取景的范围以点线绘示。在布料1所在的平面上，影像撷取装置10可以取得如实线框所界定的范围内的影像（布料影像）。为了不遗落布料1的任何一个位置，布料影像可以包括一些布料1以外的边缘景象，这些边缘景象可以在判别时除去。然而，影像撷取装置10也可以刚好对切布料1边缘或是取得在布料1边缘内的布料影像，其前提是这些没有被检测到的布料1的部分会被裁切，不会在将来使用到而免于品管。在第一帧布料影像取得后，布料1继续向左卷收，影像撷取装置10撷取第二帧布料影像（以虚线框绘示）。第一帧与第二帧布料影像最好有重叠的部分，理由也是不遗落检测布料1的任何一个位置。

人工瑕疵标示模块20与该影像撷取装置10连接，其功用是提供人工选择这些布料影像中的至少一问题影像，及输入对应该至少一问题影像的即时瑕疵资料。人工瑕疵标示模块20是一个管控资料的模块，因此，其资料的选择与输入要靠操作模块30来执行。这里，问题影像是影像撷取装置10在一次操作中所取得的所有布料影像中，通过有经验的目检员所找到布料有瑕疵位置的影像。即时瑕疵资料就是用来说明这些瑕疵的，包括了瑕疵类别代号、瑕疵名称、瑕疵位置、影像撷取装置代码及检测时间。其中影像撷取装置代码需要知道是因为影像撷取装置10可能会被更换，每一个更换上来的影像撷取装置特性会有差异；或者布料瑕疵线上自动辨识系统可一次装设数个影像撷取装置以同步对数个布匹进行检测。前述的瑕疵名称，可以依照不同的布料来定义。请参见图3，该图绘示操作模块30的一控制界面310所显示的影像，其中展现了不同的瑕疵种类名称，比如细折、停故、针入、裁匹短码、针孔拉伤、色污色点、脱针、折痕迹、黄化、头尾异色、缸内擦伤、纬密不足、磨毛擦伤、磨毛条、胶班、破洞、退色斑、横色条、滑纱、白斑点、勾纱、油污、幅不足、树脂斑、树脂油、材质不一、扣痕、匹间异色、飞花、组织不一、粗节纱、纬纱异、织段、异经、断纬、色纱、断经、胚布磨毛条等等。

操作模块30与影像撷取装置10及人工瑕疵标示模块20连接，包括了前述的控制界面310与一资料处理单元320。操作模块30是操作布料瑕疵线上自动辨识系统的主要元件。依照本发明，控制界面310可用来显示这些连续布料影像，及如前所述提供人工瑕疵标示模块20的输入操作。实作上，控制界面310可以是一个触控面板；也可以是一个荧幕配合输入设备（滑鼠与键盘）。资料处理单元320与控制界面310连接，用以传送前述的至少一问题影像与即时瑕疵资料到需要的装置中，如到控制界面310或资料库模块40。此外，资料处理单元320还可以处理这些布料影像，比如针对一指定时间范围（如昨日上午9:00至中午12:00），自资料库模块40中取出撷取自该指定时间范围的布料影像，通过控制界面310呈现。如此，品管检测人员可以调出任何时间有问题的布料影像来分析研究。实作上，可以使用一台个人电脑的CPU运行特定程序来达成处理单元320同样的功能。该资料处理单元可针对一指定时间范围，自该资料库模块中取出撷取自该指定时间范围的布料影像，通过该控制界面呈现。

资料库模块40与操作模块310及人工瑕疵标示模块20连接，用以储存来自影像撷取装置10的布料影像、来自人工瑕疵标示模块20的至少一问题影像、即时瑕疵资料、预设瑕疵资料及预设问题影像，以供存取。这里，预设问题影像与预设瑕疵资料分别是已经确认的瑕疵布料影像及其对应的瑕疵资料。是故，预设瑕疵资料也包括了瑕疵类别代号、瑕疵名称、瑕疵位置、影像撷取装置代码及检测时间。实作上，资料库模块40包括了储存设备，比如硬碟、资料库软体及储存设备内储存的资料。

布料比对模块50与影像撷取装置10及资料库模块40连接，用以比对来自影像撷取装置10的布料影像与预设问题影像，以便找出有问题的布料影像（布料含有瑕疵）。依照本发明，若布料比对模块50比对的影像差异部分大于10%时，资料处理单元320可暂存对应的布料影像，以进一步供控制界面310呈现。这些大于10%的影像差异部分不见得会被判为瑕疵，但需要再加以留意，以免有漏网瑕疵未被发现。

自动瑕疵检测模块60与布料比对模块50连接，用以控制布料展示以便影像撷取装置10可进行影像撷取。也就是说，自动瑕疵检测模块60可以控制布料卷动模块80卷动布料，使得影像撷取装置10的作业可以进行。此外，由于自动瑕疵检测模块60是在经历无数次学习「瑕疵」后而能无须人工操作进行瑕疵检测的元件，所以也可通过布料比对模块50的比对结果找出包括瑕疵布料的布料影像。依照本发明，若自动瑕疵检测模块60找到包括瑕疵布料的布料影像时，资料处理单元320便可将发现前述包括瑕疵布料的布料影像时点前10秒内的布料影像，通过控制界面310呈现。这样的做法可以通过比对更多的布料影像，找出该瑕疵可能发生的原因。自动瑕疵检测模块60

瑕疵学习模块70与资料库模块40连接，用以操作内设的一机器学习演算程序学习前述的至少一问题影像、即时瑕疵资料、预设瑕疵资料及预设问题影像，并产生新的预设瑕疵资料及预设问题影像并增添于资料库模块40中。前述的机器学习演算程序可以是基于一种或数种机器学习演算法，比如人工神经网路演算法、聚类分析演算法等而发展出的。实作上，该机器学习演算程序可来自开源软体库，比如TensorFlow。

布料卷动模块80与自动瑕疵检测模块60连接，接受该自动瑕疵检测模块60的控制而卷动成匹的布料，以便影像撷取装置10进行影像撷取。在组装上，布料卷动模块80、影像撷取装置10与自动瑕疵检测模块60是独立于其它元件而分别装设。除前述的影像撷取装置10外，布料卷动模块80是单纯受控制的机台，自动瑕疵检测模块60使用独立的嵌入式单板电脑，而人工瑕疵标示模块20、操作模块30、资料库模块40、布料比对模块50与瑕疵学习模块70可以x86架构的个人电脑系统为硬体，各个作业环境皆以C/C++配合Qt 程序语言所开发。

显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims

1.一种布料瑕疵线上自动辨识系统，其特征在于，包括：

一影像撷取装置，用以连续撷取一布料各部位的多个布料影像；

一人工瑕疵标示模块，与该影像撷取装置连接，用以提供人工选择这些布料影像中的至少一问题影像及输入对应该至少一问题影像的即时瑕疵资料；

一操作模块，与该影像撷取装置及该人工瑕疵标示模块连接，该操作模块包括一控制界面和一资料处理单元，其中，该控制界面用以显示这些连续布料影像及提供该人工瑕疵标示模块的输入操作，该资料处理单元与该控制界面连接，该资料处理单元用以传送该至少一问题影像与该即时瑕疵资料及处理这些布料影像；

一资料库模块，与该操作模块及该人工瑕疵标示模块连接，用以储存来自该影像撷取装置的这些布料影像、来自该人工瑕疵标示模块的至少一问题影像、即时瑕疵资料、预设瑕疵资料及预设问题影像，以供存取；

一布料比对模块，与该影像撷取装置及该资料库模块连接，用以比对来自该影像撷取装置的布料影像与预设问题影像；

一自动瑕疵检测模块，与该布料比对模块连接，用以控制布料展示以便该影像撷取装置进行影像撷取，并通过该布料比对模块的比对结果找出包括瑕疵布料的布料影像；及

一瑕疵学习模块，与该资料库模块连接，用以操作内设的一机器学习演算程序学习前述的至少一问题影像、即时瑕疵资料、预设瑕疵资料及预设问题影像，并产生新的预设瑕疵资料及预设问题影像并增添于该资料库模块中。

2.如权利要求1所述的布料瑕疵线上自动辨识系统，其特征在于，该自动辨识系统进一步包括：一布料卷动模块，与该自动瑕疵检测模块连接，接受该自动瑕疵检测模块的控制而卷动成匹的布料，以便该影像撷取装置进行影像撷取。

3.如权利要求1所述的布料瑕疵线上自动辨识系统，其特征在于，该影像撷取装置为CCD摄像机或CMOS摄像机。

4.如权利要求1所述的布料瑕疵线上自动辨识系统，其特征在于，该即时瑕疵资料包括瑕疵类别代号、瑕疵名称、瑕疵位置、影像撷取装置代码及检测时间。

5.如权利要求1所述的布料瑕疵线上自动辨识系统，其特征在于，该预设瑕疵资料包括瑕疵类别代号、瑕疵名称、瑕疵位置、影像撷取装置代码及检测时间。

6.如权利要求1所述的布料瑕疵线上自动辨识系统，其特征在于，若该布料比对模块比对的影像差异部分大于10%时，该资料处理单元暂存对应的布料影像，以进一步供该控制界面呈现。

7.如权利要求1所述的布料瑕疵线上自动辨识系统，其特征在于，若该自动瑕疵检测模块找到包括瑕疵布料的布料影像时，该资料处理单元将发现前述包括瑕疵布料的布料影像时点前10秒内的布料影像，通过该控制界面呈现。

8.如权利要求1所述的布料瑕疵线上自动辨识系统，其特征在于，该资料处理单元能够针对一指定时间范围，自该资料库模块中取出撷取自该指定时间范围的布料影像，通过该控制界面呈现。