专利名称：基于机器视觉的印花机在线检测方法
技术领域：
本发明涉及利用机器视觉系统进行在线检测的技术领域，尤其涉及在印花布生产现场，利用机器视觉系统对印花布的瑕疵进行在线检测的方法。
背景技术：
在流水作业印染印花布的生产车间现场，对印花布的瑕疵需要进行在线检测。现有技术中，对印花布瑕疵的在线检测依靠人工进行检测，在印花机的两侧设有2-4人对印花布的瑕疵进行目测和处理，并在烘干落布处设1人进行产品质量的跟踪、检测。其存在的缺点有现场温湿度很高，工人检测工作环境恶劣，劳动强度大；工人长时间工作容易产生视觉疲劳，尤其在图案复杂、套色多、长时间、设备高速运行时，不能及时反映生产过程中印花织物的质量特征，容易出现印花疵品，从而不能全方位实施质量控制。因此无法保证产品出厂的合格率。

发明内容
针对现有技术对印花布瑕疵的在线人工检测劳动强度大及容易产生视觉疲劳、无法保证检测质量及产品出厂合格率低的问题，本发明提供一种机器视觉系统对印花布瑕疵的在线检测方法克服了人眼检测带来的不稳定性因素。例如，当我们全神贯注观察印花图案，只有当印花图案的对比色比较强烈时，人眼可以发现约0. 3mm以上的缺陷，且得到的检测质量很难保持持续稳定。由于人眼在强光下易疲劳，不能适应长时间检测。并且，如果是同一色系，尤其是淡色系的印花图案在检测时，人眼就很难发现所存缺陷，至少需要有30 个以上灰度级差别。而即使只有一个灰度级的差别，机器视觉系统也能够十分清楚地发现 0. Imm大小的缺陷。纺织印花生产过程中，当出现印花质量缺陷时，机器视觉系统可即时发现缺陷问题，减少疵品。管理人员可据机器视觉系统的数据分析，对整个生产线进行质量监控，提高管理效率。本发明方法的技术方案如下1、一种基于机器视觉的印花机在线检测方法，该检测方法采用的控制系统包含于印花机控制器。2、所述的在线检测方法，包括以下步骤(1).将所印花型制版时确定的图案作为标准图像模板存储于所述印花机控制器；(2).根据用户要求设置检测参量的精度范围，确定瑕疵面积及图像灰度误差的允许值；(3).由印花机控制器发出触发信号控制工业相机，实时拍摄印花机印制出的印制品图案，并将拍摄的图像传送到所述印花机控制器；(4).所述印花机控制器对实时拍摄的印花图像进行小波分析、纹理分析、平滑处理、二值化处理等一系列算法处理，提取图像特征，与步骤(1)所存储的标准图像模板进行比对；(5).步骤比对出的瑕疵面积及图像灰度误差如果超出步骤O)的允许值，则判定对应的印制品为疵品，印花机控制器采取相应的控制措施，及时避免疵品再次产生本发明方法的技术效果本发明采用机器视觉系统对印花机印制过程进行在线检测，印制每一版时都能及时发现印制过程中出现的瑕疵，响应速度快，避免了瑕疵重复产生。杜绝了以往印花生产过程中印完最后一版才发现瑕疵、有时甚至一个班也发现不了瑕疵的现象。所述工业相机的分辨率为1600X 1200时，动态检测精度可以达到0. 02mm，而人眼只能发现约0. 3mm以上的缺陷，检测精度有大幅度的提高且瑕疵漏检率为0。已存的对印花布的在线检测方法一般是根据用户要求在运行的印花布上选择清晰完整的、无瑕疵的图像作为标准图像模板存贮于计算机，或者是根据用户要求预先建立复杂的瑕疵样板库作为标准图像模板，本发明将所印花型制版时确定的图案作为标准图像模板存储于所述印花机控制器，对实时拍摄的印花图像进行小波分析、纹理分析、平滑处理、二值化处理等一系列算法处理后，提取图像特征，与所存储的标准图像模板进行比对， 更切合产品的设计要求，保证了检测的准确性。


图1为本发明的硬件系统框图；图2为本发明的流程具体实施例方式如图1所示，该硬件部分由工业相机1、光源2、印花机控制器3组成。本实施例的工业相机采用康耐视公司的In-Sightl403C，分辨率为1600 X 1200，能够对多种彩色应用进行高分辨率检查。光源采用包围摄像机的环形光源。控制系统内置于印花机控制器，由触发信号发生模块、图像模版预存模块、摄入图像预处理模块、图像比对模块、反馈报警等多个模块组成。如图2所示为在线检测的流程图，以下为该流程的详细说明。1、制版时确定的图案作为标准图像模板存储于所述印花机控制器；2、设定瑕疵面积及图像灰度误差的允许值；3、由印花机控制器的触发信号发生模块4触发工业相机1拍摄印制品实时图象， 通过电缆输入印花机控制器34、图像预处理图像灰度化、驱除噪声、灰度拉伸、二值化和形态学滤波。图像灰度化，摄像头实时拍摄的图像是16位位图(RGB565格式)数据，为了便于后续的快速图像处理，需对图像数据进行转换，使彩色图像变为256级灰度图。去除噪声，图像中不可避免的含有噪声，随之采用中值滤波对图像进行预处理灰度拉伸，为了增强背景区域和字符区域的对比度，对图像进行灰度拉伸。二值化，对灰度图像进行二值化处理，采用最大类间方差与最小类内方差比的方法，自适应计算灰度阑值，小于此阑值的区域认为是目标区域，大于此阑值的区域的认为是背景区域。形态学滤波，对二值图像进行形态学滤波处理，采用膨胀、腐蚀、开操作和闭操作相结合的综合操作。
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目标提取模块，目标选择，在标准图像模板中选择图形区域或者邻近位置具有显著刚性特征的部分作为定位目标。特征提取，利用Carmy算子在定位目标中提取闭合的轮廓特征和非闭合的线特征，按照尺度大小对提取的几何特征进行排序。定位训练，按照从大到小的顺序将每一尺度设为分割阑值，把所提取的几何特征的大尺度特征图像模板中进行全局快速特征匹配。4、模板中的象素位置进行比较，判断印花布的象素位置、色彩、灰度是否在设定的误差允许范围内。5、发现瑕疵印花机控制器采取相应的措施自动调整或停机报警。避免连续产生瑕疵。
权利要求
1.一种基于机器视觉的印花机在线检测方法，其特征在于该检测方法采用的控制系统包含于印花机控制器。
2.根据权利要求1所述的印花机在线检测方法，其特征在于包括以下步骤(1).将所印花型制版时确定的图案作为标准图像模板存储于所述印花机控制器；(2).根据用户要求设置检测参量的精度范围，确定瑕疵面积及图像灰度误差的允许值；(3).由印花机控制器发出触发信号控制工业相机，实时拍摄印花机印制出的印制品图案，并将拍摄的图像传送到所述印花机控制器；(4).所述印花机控制器对实时拍摄的印花图像进行小波分析、纹理分析、平滑处理、二值化处理等一系列算法处理，提取图像特征，与步骤(1)所存储的标准图像模板进行比对；(5).步骤比对出的瑕疵面积及图像灰度误差如果超出步骤O)的允许值，则判定对应的印制品为疵品，印花机控制器采取相应的控制措施，及时避免疵品延续。
全文摘要
本发明涉及机器视觉领域，特别涉及一种印花机器视觉在线检测方法。解决了印花疵品人工检测实时响应性差、用工多、劳动强度大、检测水平低的问题。本发明利用图象扫描装置逐行扫描印制品图象传送到印花机控制器，经图像处理，与视觉控制器中预存的印制图象文件对应的数据段进行比较，如果出现套印不准、漏印、重影、色差等瑕疵，由机器视觉控制器接口电路输出故障信号提示操作人员处置或反馈故障代码到上位控制器，由上位控制器进行下一步控制。本发明检测响应速度快，精度高，印制过程中实时检测，最大限度地避免印花疵品产生。
文档编号G01N21/88GK102262093SQ20101017945
公开日2011年11月30日 申请日期2010年5月24日 优先权日2010年5月24日
发明者张爱明 申请人:张爱明