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        MATLAB在布匹含疵樣片圖像處理中的應(yīng)用

        2018-03-05 08:41:46尚會超靳瑋
        西部皮革 2018年2期

        尚會超,靳瑋

        (中原工學(xué)院機電學(xué)院,河南 鄭州 451100)

        1 與含疵樣片處理有關(guān)的MATLAB圖像處理功能

        目前紡織行業(yè)的布匹疵點檢測大都是通過人工檢測來完成,且檢測效果不佳,缺少可靠性。為加快我國紡織行業(yè)的發(fā)展進程,需研究一種精確而快速的疵點檢測方法。隨著機器視覺技術(shù)的發(fā)展,計算機應(yīng)用于織物疵點檢測系統(tǒng)已成為行業(yè)發(fā)展的趨勢[1]。MATLAB不僅具有面向?qū)ο蟮挠嬎銠C語言特征,而且研究數(shù)字圖像的領(lǐng)域非常廣泛,從學(xué)科上可以分為圖像的數(shù)字化、圖像變換、圖像增強、圖像恢復(fù)、圖像分割、圖像分析和理解、圖像的壓縮等。MATLAB提供了20類圖像處理函數(shù)[3],這些函數(shù)按功能可分為圖像算術(shù)運算、圖像分析、圖像增強、線性濾波、圖像去模糊、圖像變換、鄰域與塊處理、灰度與二值圖像的形態(tài)學(xué)運算等,除以上介紹的一些基本的圖像處理功能外,還有許多基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)與二值圖像的操作函數(shù),如二值圖像的膨脹運算函數(shù)、腐蝕運算函數(shù)等。

        2 傳統(tǒng)的圖像采集算法

        圖像采集的功能是實時地將研究對象的光學(xué)特征轉(zhuǎn)換為電信號,并利用A/D轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像,通過圖像采集卡輸入到工業(yè)控制計算機。Microsoft Visual C++6.0環(huán)境下圖像采集算法如下流程圖,首先對圖像進行掃描,計算圖像的大小,獲取圖像灰度信息,并分配相應(yīng)圖像存儲空間,簡要流程圖如下:

        圖3-1 Visual C++6.0環(huán)境下圖像采集算法流程圖

        以上是根據(jù)企業(yè)需求,對機器視覺技術(shù)與公司的自動鋪布系統(tǒng)進行分析。通過實驗驗證,該算法能夠獲取布匹表面圖像,實現(xiàn)圖像采集及數(shù)據(jù)傳輸功能。接下來結(jié)合MATLAB常用的圖像處理功能,對疵點和樣片進行分析和判斷。

        3 應(yīng)用MATLAB進行含疵樣片圖像處理實驗與分析

        MATLAB的圖像處理工具箱常用來處理數(shù)字圖像,所以考慮結(jié)合MATLAB進行含疵樣片的判斷和提取。為了證明MATLAB語言是一種簡潔、可讀性較強的高效率編程軟件,本文通過運用圖像處理工具箱中的有關(guān)函數(shù),根據(jù)疵點與樣片平面圖像,判斷疵點與樣片邊界的關(guān)系。

        假設(shè)某些樣片可視為一類圓形凸形樣片,在實驗中,有相繼100張含疵樣片圖像記錄了樣片與疵點的交。圖像文件名依次為0.bmp,1.bmp,…,99.bmp,格式均為BMP,寬、高均為512像素(pixel)。假設(shè)疵點與每張樣片有且只有一個交點,在此例中,判斷疵點與樣片邊界關(guān)系的思路:一是對每張圖像提取樣片的邊緣;二是找到邊界的內(nèi)切圓和中心點;三是選取內(nèi)切圓,其半徑即為假想的疵點在樣片內(nèi)的最大范圍,如果超越該范圍那么疵點可能涉及下一個樣片,需要對下一個樣片再進行判斷;四是判斷疵點與樣片內(nèi)切圓的關(guān)系,從而判斷疵點是否超越該樣片,下一樣片是否是良好的。以上過程可用以下MATLAB代碼來實現(xiàn)。代碼實現(xiàn)流程圖如下:

        圖3-2 MATLAB代碼實現(xiàn)流程圖

        如果疵點與樣片的最小距離小于內(nèi)切圓半徑,那么該疵點落于樣片內(nèi)不再考慮下一樣片;如果疵點與樣片最小距離大于內(nèi)切圓半徑,那么該疵點超越樣片邊界需要繼續(xù)判斷下一樣片。也可以用此方法判斷疵點與樣片縫接線的關(guān)系,此時內(nèi)切圓可以看做樣片的內(nèi)縫接線,如果疵點沒有超越內(nèi)縫接線不影響樣片制成成品質(zhì)量,那么這樣的含疵樣片可以看做質(zhì)量良好的樣片繼續(xù)使用。

        試驗證明該方法可實現(xiàn)疵點標(biāo)識信息的讀取,并且可以將疵點標(biāo)識與樣片匹配,完成每個含疵樣片的定位,在含疵樣片的提取過程中可行性好,因此滿足布匹含疵樣片采集要求。

        4 結(jié)束語

        圖像信息是人類認識客觀世界的重要知識來源。數(shù)字圖像處理技術(shù)在各個領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。MATLAB圖像處理工具箱提供了豐富的圖像處理函數(shù)。但應(yīng)該認識到,圖像處理工具箱不可能提供所有的函數(shù)。特別是計算機視覺理論的發(fā)展,對圖像分析提出了更高的要求。為此,需要在充分理解數(shù)字圖像處理原理的基礎(chǔ)上編制函數(shù)來完成圖像處理的任務(wù)。

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