单色周期图案布匹瑕疵检测算法研究

作     者：徐莉莉 

作者单位：吉林大学 

学位级别：硕士

导师姓名：雷娜

授予年度：2016年

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

主      题：布匹瑕疵检测 背景灰度扩展 Gabor滤波 纹理分析 Hu不变矩 

摘      要：随着电子技术和计算机技术的迅速发展和广泛应用,国际棉纺织技术逐步向着优质、高产、连续化、自动化的方向发展。采用机器代替人工进行布匹瑕疵自动化检测已经成为纺织业发展的必然趋势。目前,大量的布匹瑕疵检测算法已经被提出,尤其是针对无纺布、平纹布、斜纹布等不带有图案的布匹已经有检测系统投入到工厂中,而对于带有图案的布匹由于其纹理的随机性,其检测算法的研究就有一定的难度。本文针对单色周期图案布匹,进行了瑕疵检测算法的研究,分为图像预处理,周期划分和周期瑕疵检测三个阶段。针对图案布匹花纹发生畸变的情况,首先对布匹花纹进行了畸变校正。为了去除亮度不均的影响,本文对图像的背景灰度进行了分块估计并生成了一个背景灰度扩展图像,再利用原灰度图像和其背景灰度扩展图像作差,使得布匹图像的前景花纹和背景分离。根据二维Gabor滤波器的频率和方向表示接近人类视觉系统对于频率和方向的表示的特性,构造了一个二维Gabor滤波器来增强花纹,并进行了分块otsu二值化。针对图案布匹花纹的周期性排列的特征讨论了周期求取的方法,花纹的周期应该是使得花纹按周期间隔划分后各个周期花纹波动最小的那个值,由此求出了前景花纹的横向周期。并在初始化阶段统计了4个摄像头对应的横向周期。基于周期,完成了花纹图像的周期划分和完整周期花纹模板的生成。在周期瑕疵检测阶段,分为背景检测和前景花纹检测。通过统计背景灰度自动选取阈值进而分割出灰度异常的瑕疵区域。针对前景花纹检测,引入7个Hu不变矩作为花纹特征进行特征相似度匹配,进而筛选出瑕疵花纹。实验结果表明本文的瑕疵检测算法对单色周期图案布匹瑕疵检测具有可行性和有效性。