[发明专利]一种基于形态结构的纱线外观特征参数提取与分析方法

说明书

本发明公开了一种基于形态结构的纱线外观特征参数提取与分析方法，其技术方案要点是：一种基于形态结构的纱线外观特征参数提取与分析方法，包括如下步骤：步骤1、纱线图像预处理步骤，对工业相机采集的纱线图像背景处理，并进行图像倾斜校正，通过图像滤波处理，得到背景噪声少及纱芯和毛羽清晰的纱线灰度图像；步骤2、图像分割步骤，预处理后的纱线灰度图像进行纱线和背景分割，得到纱线二值图像；步骤3、形态学处理步骤，对分割后的纱线二值图像进行纱芯和纱线毛羽的提取；步骤4、纱线毛羽长度和数量统计步骤，对形态学处理步骤后的的纱线二值图像分析计算并输出计算结果。本发明能够到达自动精确的对纱线外观参数准确提取和分析的效果。

技术领域

该发明属于纺织领域，特别是涉及一种基于形态结构的纱线外观特征参数提取与分析方法。

背景技术

近年来随着纺织业的技术创新和进步,对纺织品的质量检测提出了更高的要求。在纺织品生产过程的各个阶段都会出现影响其外观和质量的因素，然而最常见的影响因素是纱线的质量。在纱线质量检测中毛羽是衡量纱线质量好坏的重要指标之一,纱线毛羽对纱线的性能、质量和后序加工过程有影响显著。传统的检测方法分为人力检测和机器检测，人力检测主观因素影响大，机器检测存在效率低或者检测条件苛刻，需要一种新的检测纱线方法来代替传统检测方法。

随着计算机视觉系统和数字图像处理的快速发展，国内外许多专家和学者提出很多的数字化图像分析方法来检测纱线毛羽的参数，从而实现对纱线毛羽的数字化检测。数字化检测纱线毛羽参数实质是用图像处理方法对采集到的纱线图像进行处理，然后对处理结果分析得出纱线参数。

专利申请号为201310754359.3的专利公开了一种纺织纱线直径动态快速测量装置与方法，利用图像采集装置设置纱线样点采集距离及相机采集速度，获取纱线序列图像，应用图像处理和图像分析方法，得到纱线的直径参数，进而检测出纱线直径的变化。专利申请号为201610275810.7的专利公开了一种细纱机纱线多目标动态检测装置及其检测方法，利用CCD相机采集纱线动态图像，应用图像处理方法对图像处理，然后用控制模块对结果分析，进而得到纱线质量信息。

而现有图像法测量纱线参数存在较大误差，影响计算纱线毛羽数量及长度。因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种基于形态结构的纱线外观特征参数提取与分析方法，到达自动精确的对纱线外观参数准确提取和分析的效果。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种基于形态结构的纱线外观特征参数提取与分析方法，包括如下步骤：步骤1、纱线图像预处理步骤，对工业相机采集的纱线图像进行背景处理，并进行图像倾斜校正，通过图像滤波处理，从而得到背景噪声少及纱芯和毛羽清晰的纱线灰度图像；步骤2、图像分割步骤，预处理后的纱线灰度图像进行纱线和背景分割，得到纱线二值图像；步骤3、形态学处理步骤，对分割后的纱线二值图像进行纱芯和纱线毛羽的提取；步骤4、纱线毛羽长度和数量统计步骤，对形态学处理步骤后的的纱线二值图像进行分析计算并输出计算结果。

进一步，在步骤1中，对工业相机采集的纱线毛羽图像进行背景去除的方法如下：在相同的状态下采集没有纱线的图像和包含纱线的图像，让含有纱线的图像与不含纱线的图像进行差值运算得到差分后的纱线灰度图像；

图像校正的方法如下：分别取纱芯轴心左右两侧的端点为A、B点，求出A与B之间水平方向和垂直方向像素点个数，其中L表示点A与B之间的水平方向像素点个数，H表示点A与B之间垂直方向像素点个数，根据公式：进行计算，θ即为纱线与水平方向的夹角，然后旋转相应的θ角得到倾斜校正后的图像；

图像滤波处理方法为通过维纳滤波器对校正后的纱线灰度图像进行滤波处理。

进一步，在步骤2中，预处理后的纱线灰度图像进行纱线和背景分割的方法如下：

1)利用纱线灰度图像的矩阵减去背景的平均值再次对去除纱线灰度图像的背景；