[發明專利]一種棉花軋工質量檢測系統及棉花軋工質量圖像檢測方法

有效

• 申請號: 201310747864.5
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN103698341A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 萬少安;王利民;張霖;劉雙喜;夏彬;蘇建宇;桑小田;田振川
• 申請（專利權）人: 中華全國供銷合作總社鄭州棉麻工程技術設計研究所
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 王聚才;李伊寧

1.一種棉花軋工質量檢測系統，其特征在于：包括圖像采集模塊、計算機和中空的棉樣放置平臺，棉樣放置平臺內設置有照明裝置，棉樣放置平臺的上面板為光學玻璃板；圖像采集模塊設置在棉樣放置平臺內，圖像采集模塊的信號輸出端通過數字圖像采集卡連接計算機。

2.根據權利要求1所述的棉花軋工質量檢測系統，其特征在于：所述的圖像采集模塊采用CCD攝像機。

3.根據權利要求2所述的棉花軋工質量檢測系統，其特征在于：所述的照明裝置采用LED照明裝置。

4.根據權利要求3所述的棉花軋工質量檢測系統，其特征在于：所述的照明裝置采用兩套LED照明裝置，兩套LED照明裝置分別設置在棉樣放置平臺內光學玻璃板下方兩側。

5.根據權利要求4所述的棉花軋工質量檢測系統，其特征在于：所述的LED照明裝置連接有顏色調節電路和亮度調節電路。

6.根據權利要求5所述的棉花軋工質量檢測系統，其特征在于：所述的棉樣放置平臺上設置有棉樣下壓裝置。

7.根據權利要求6所述的棉花軋工質量檢測系統，其特征在于：所述的棉樣下壓裝置采用由氣動裝置驅動的透明壓板。

8.一種棉花軋工質量圖像檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

A:利用攝像裝置采集不同波長的光照射到棉樣表面的圖像，然后進入步驟B；

B:對采集到的棉樣表面圖像分別進行外部形態檢測和疵點數量檢測；進行外部形態檢測時進入C；進行疵點數量檢測時進入步驟F；

C:將采集到的棉樣表面圖像轉換為位圖，并解析位圖文件數據，獲取每個像素點的R、G、B數據，然后進入步驟D；

D:分別計算0°、45°、90°、135°四個方向的灰度共生矩陣，然后進入步驟E；

E:?根據灰度共生矩陣計算圖像的能量、熵、相關性、慣性矩紋理特征值，然后進入步驟H；

F:?確定采集到的棉樣表面圖像中的所有待測點，所述的待測點指圖像中灰度發生突變或者不連續的像素點的集合所構成的區域；然后對所有待測點逐一進行疵點類型判斷；對每一個待測點進行疵點類型判斷的步驟為

（1）將采集的棉樣表面圖像轉換為灰度圖像，二值化后求取輪廓邊緣，通過每個輪廓的區域面積大小、顏色和形態特征判斷該待測點是否屬于破籽、不孕籽、軟籽表皮或帶纖維籽屑；如果是，則記錄該類疵點的數量；如果否，則進入步驟（2）；

（2）將采集的棉樣表面圖像轉換為HSV模型，分割出圖像的S空間分量，針對單通道S空間上的圖像與白色進行反色，凸顯待測點邊緣，再進行閾值分割、腐蝕和膨脹處理消除邊緣毛刺增強圖像，求取待測點輪廓邊緣，通過對每個輪廓的區域面積大小和輪廓內平均灰度與整幅圖像的平均灰度比較，判斷該待測點是否屬于僵片；如果是，則記錄該類疵點的數量；如果否，則進入步驟（3）；

（3）將采集的棉樣表面圖像轉換為灰度圖像，并對灰度圖像進行二值化，然后與經過Sobel邊緣算子處理過的圖像進行反色，凸顯待測點的邊緣、膨脹處理增強圖像、閾值分割、求取目標輪廓邊緣，通過對每個輪廓的區域面積大小、輪廓內部平均灰度與整幅圖像的平均灰度比較、輪廓內部H分量平均值與整幅圖像的H分量平均值比較、輪廓內部S分量平均值與整幅圖像S分量平均值比較，判斷該類疵點是否屬于棉結或索絲；如果是，則記錄該類疵點的數量；如果否，則忽略該待測點；

G:結合步驟E中所獲取的外部形態紋理特征值數據和步驟F中所獲取的疵點種類及數量數據，通過機器學習計算出優化的權值，采取基于權重的歐式距離判決方法，根據國家標準GB1103-2012中棉花軋工質量指標要求，計算出棉花軋工質量等級。

9.根據權利要求8所述的棉花軋工質量圖像檢測方法，其特征在于：所述的步驟F中（1）步驟，在識別完破籽、不孕籽、軟籽表皮或帶纖維籽屑后，使用圖像背景色填充圖像中深色點，所述深色點是指灰度值在[0,40]的像素點集合所構成的區域。