1.一种基于傅里叶变换和图像形态学的布匹疵点检测方法,其特征在于,所述的检测方法包括以下步骤:
(1)使用线阵相机采集布匹的原始图像:基于采集的原始图像的dpi大于等于Ndpi,确定线阵相机的位置、焦距和行分辨率,相机将采集到的每一行各像素点的灰度值输入到处理计算机,待行数达到Nrow时生成一幅完整的原始图像;Ndpi为采集到的图像需要达到的最小dpi,取值范围为[100,300],Nrow的取值范围为[400,4000];
(2)对原始图像进行预处理:
所述的预处理包括去噪滤波和图像增强;去噪滤波为使用均值滤波器将窗口内的像素的平均灰度值代替图像中的像素值,降低图像中的尖锐噪声,均值滤波器模板为式(1)所示的3×3加权平均值模板;图像增强为使用直方图均衡化的方法对均值滤波后的图像进行对比度增强;
(3)对预处理后的图像利用LAWS纹理滤波提取图像纹理特征:利用LAWS模板与步骤(2)预处理后的图像进行卷积,生成一幅5通道的纹理特征图;所述的LAWS模板包括两个水平模板:“LE”模板和“EL”模板,两个垂直模板:“ES”模板和“SE”模板,一个V型模板:“EE”模板;所述的LAWS模板都是由式(2)中五个1×5的向量中取出对应字符的两个向量V1、V2后,将V1向量的转置乘以V2向量生成,(4)采用GMM分类器模型判别有无疵点:现场采集的同一布匹类型的无疵图像通过步骤(3)生成5通道的纹理特征图,将这些纹理特征图作为训练样本加到5个通道的GMM分类器进行训练;在检测时,将步骤(3)生成的5通道的纹理特征图,输入到相同通道预先训练好的GMM分类器模型进行有无疵点的分类;若
5个通道都判别为同类,说明每个通道都不存在疵点区域,则跳至步骤(8),输出检测结果,检测结束,否则说明至少有一个通道判别出存在疵点区域,需要继续下一步的检测;
(5)使用高斯滤波器构建带阻滤波器:
使用两个高斯滤波器构造带阻滤波器,用于步骤(6)中傅里叶变换之后抑制背景纹理、突出疵点特征;其中,两个高斯滤波器GaussFilter1和GaussFilter2各自的标准差Sigma1和Sigma2的取值范围都为[0,10],且Sigma1>Sigma2;构造的带阻滤波器Filter由式(3)确定,式(3)中,Mult是权值参数,取值范围为[‑10,10],Add是偏移值,取值范围为[‑512,
512];
Filter=(GaussFilter1‑GaussFilter2)×Mult+Add (3);
(6)使用傅里叶变换与反变换生成缺陷图像:对步骤(2)处理之后的整幅灰度图进行快速傅里叶变换,生成变换后的频域图像ImageFFT;再将变换后的频域图像ImageFFT与步骤(5)得到的带阻滤波器进行卷积,从而得到具有显著疵点特征的频谱图像ImageConvol;最后对ImageConvol进行傅里叶反变换生成空域图像ImageFiltered;
(7)采用图像形态学提取布匹瑕疵位置和面积:先通过矩形掩模从步骤(6)得到的缺陷图像中生成灰度范围图,并对其进行二值化分割;然后统计灰度范围图分割后的疵点连通域的数量、各连通域的中心位置和区域面积;具体的步骤为:
(7‑1)首先使用n×n大小的矩形掩模计算图像ImageFiltered中每个像素点的灰度范围,即计算每个大小为n×n的像素块中最大与最小的灰度差值,将差值作为掩模后图像对应矩形中心位置的像素点灰度值,计算得到的所有掩模矩形中的灰度差值,生成名为ImageResult的图像,n的取值范围为[5,13]的奇数;接着统计图像ImageResult的灰度直方图,即在0‑255灰度值范围内图像的像素个数分布图;然后分别统计灰度直方图中灰度级在[Ncut,255‑Ncut]内且像素个数非零的最小和最大的灰度值,Ncut的典型取值范围为[0,100];
再将最大灰度值与最小值灰度值相减之后乘以调整系数alpha并加上最小值灰度值作为分割阈值Tseg,alpha的取值范围为[0.5,1];最后使用Tseg对图像ImageResult进行二值化分割,灰度值小于Tseg则置为0,否则置为255,即为疵点像素,得到分割后的二值图像ImageRegion;
(7‑2)先根据二值图像ImageRegion中的连通域像素面积大小筛选疵点连通域,只保留像素面积大于阈值THdm的疵点连通域,THdm的典型取值范围为[20,100];然后使用半径为radius的圆形核与连通域筛选后的图像做闭运算,去除连通域半径小于半径参数的连通区域,radius的取值范围为[5,50];接着再做一次区域筛选,去除像素面积小于THarea的连通区域,THarea的取值范围为[5,40];最后统计经处理之后图像中的连通域数量,以及各连通域的中心位置和区域像素面积;
(8)输出检测结果:
若经步骤(4)判别为无疵点区域或者经步骤(7)之后连通域数量为0,则输出布匹检测结果为合格;若经步骤(7)之后连通域数量不为0,则该段布匹存在疵点,将任意2个连通域中心的欧几里得像素距离小于Tdis的区域合并为1个区域,在原始采集的图像上标出区域,输出区域数量以及像素面积大小,检测结果为不合格,Tdis的取值范围为[5,50]。