[发明专利]一种基于织物组织结构的柔性坐标系建立及形状识别方法

说明书

本发明公开了一种基于织物组织结构的柔性坐标系建立方法及形状识别方法，属于纺织品图像识别领域。本发明通过对经纱和纬纱进行图像识别，直接将织物的经纱和纬纱的序号作为坐标值，对经纱和纬纱的交点进行表达，从而获得一种不受实际像素及尺寸影响的、具有柔性的统一坐标系，消除变形误差，由此解决现有技术中识别方法受变形影响较大的技术问题。

技术领域

本发明属于纺织品图像识别领域，更具体地，涉及一种考虑织物延伸性影响的、可变的柔性坐标系的建立方法。该方法可以解决纺织品在拉力作用下拉伸导致的识别误差大问题，在纺织品的检测和加工领域有非常重要的作用。

背景技术

目前在纺织品行业中，纺织品的检测和加工主要还是通过大量重复的人工检测和加工，耗费了大量的人力和物力，有部分公司采用了基于机器视觉技术的解决方案，通过图像处理技术对织物图像进行处理后得到图像信息，然后通过对图像中的像素点进行计算处理，最后得出结果。在这种解决方案中，计算环节中采用的是像素坐标系作为计算的基准，最后通过像素坐标系和空间坐标系的变换得到结果。

在现有的纺织行业中基于机器视觉技术的解决方案中，通常是采用图像的像素来构建坐标系的。一张单通道的图片在计算中是用一个m×n的矩阵A来表示的，其中A[i][j]表示第i行第j列位置上像素的大小，i、j是用来定位某个像素的，换言之，(i,j)就是该像素的坐标。因此像素矩阵的下标构成了一个天然的坐标系，即像素坐标系，我们所有对像素的计算都是在这个坐标系下完成的。通过各种处理计算之后我们得到了所需要的像素数据，然后将这些数据进行坐标变换计算(像素坐标系-空间坐标系)，得到最终的数据，通过这些数据我们再进行下一步的检测或加工工作。

但是这种方案没有考虑到布料易拉伸的特点，布料在受到机器的拉力的作用下会出现变形的情况，导致我们拍到的图像信息会随拉力的变化而变化，最后计算得到的结果误差会比较大。这种误差最终会导致识别的错误率增加，通常只能通过限制加工环境的条件来减小误差的影响，这种条件的限制一方面增加了设备的制造和使用成本，另一方面也阻碍了机器视觉技术在纺织品行业的推广和应用。

为解决织物受力变形引起的识别误差大的问题，有少量专利及文献提出了一些基于织物组织结构的解决办法，中国发明专利CN1648321A公开了一种织物纹理检测方法，其特征是通过检测相对运动织物的编织纹理特征信息作为检测参数输出，通过记录图像像素值的累加和的变化情况来判断纱线的运动情况，并以此作为相对运动织物的检测参数。该方法实际上只是提供了一种运动情况下统计纱线数目的方法，对于织物受力实时变化的情况没有很好的解决，而且没有建立一个统一的坐标系，无法准确恢复变形图案原形，进行正确的识别和判断。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于织物组织结构的柔性坐标系建立方法及基于该坐标系的织物图形识别方法，其目的在于，直接将织物的经纱和纬纱的序号作为坐标值，对经纱和纬纱的交点像素进行表达，从而获得一种不受实际像素尺寸影响的具有柔性的统一坐标系，消除变形误差，由此解决现有技术中识别方法受变形影响较大的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于织物组织结构的柔性坐标系建立方法，包括如下步骤：

(1)采集织物图像，并对采集到的图像做形态学的开操作，先腐蚀后膨胀，消除图像中的噪声，同时保证经纱和纬纱的连续性不被破坏；

(2)对步骤(1)处理后的图像进行归一化操作，减小不均匀光照对图像的影响；

(3)对步骤(2)处理后的图像进行二值化操作，凸显出经纱和纬纱的轮廓，转至步骤(4)和步骤(5)分别识别出图像中的经纱和纬纱；

(4)识别图像中的经纱：从二值化的图像中找到经纱的位置，将各经纱的相对位置和绝对的像素坐标保存下来，从而将图像中的像素点与经纱对应；