[發明專利]一種基于織物組織結構的柔性坐標系建立及形狀識別方法

有效

• 申請號: 201910094683.4
• 申請日: 2019-01-31
• 公開（公告）號: CN109919028B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 張李超;趙星;張楠;董楊斌
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/38
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 尚威;李智

本發明公開了一種基于織物組織結構的柔性坐標系建立方法及形狀識別方法，屬于紡織品圖像識別領域。本發明通過對經紗和緯紗進行圖像識別，直接將織物的經紗和緯紗的序號作為坐標值，對經紗和緯紗的交點進行表達，從而獲得一種不受實際像素及尺寸影響的、具有柔性的統一坐標系，消除變形誤差，由此解決現有技術中識別方法受變形影響較大的技術問題。

技術領域

本發明屬于紡織品圖像識別領域，更具體地，涉及一種考慮織物延伸性影響的、可變的柔性坐標系的建立方法。該方法可以解決紡織品在拉力作用下拉伸導致的識別誤差大問題，在紡織品的檢測和加工領域有非常重要的作用。

背景技術

目前在紡織品行業中，紡織品的檢測和加工主要還是通過大量重復的人工檢測和加工，耗費了大量的人力和物力，有部分公司采用了基于機器視覺技術的解決方案，通過圖像處理技術對織物圖像進行處理后得到圖像信息，然后通過對圖像中的像素點進行計算處理，最后得出結果。在這種解決方案中，計算環節中采用的是像素坐標系作為計算的基準，最后通過像素坐標系和空間坐標系的變換得到結果。

在現有的紡織行業中基于機器視覺技術的解決方案中，通常是采用圖像的像素來構建坐標系的。一張單通道的圖片在計算中是用一個m×n的矩陣A來表示的，其中A[i][j]表示第i行第j列位置上像素的大小，i、j是用來定位某個像素的，換言之，(i,j)就是該像素的坐標。因此像素矩陣的下標構成了一個天然的坐標系，即像素坐標系，我們所有對像素的計算都是在這個坐標系下完成的。通過各種處理計算之后我們得到了所需要的像素數據，然后將這些數據進行坐標變換計算(像素坐標系-空間坐標系)，得到最終的數據，通過這些數據我們再進行下一步的檢測或加工工作。

但是這種方案沒有考慮到布料易拉伸的特點，布料在受到機器的拉力的作用下會出現變形的情況，導致我們拍到的圖像信息會隨拉力的變化而變化，最后計算得到的結果誤差會比較大。這種誤差最終會導致識別的錯誤率增加，通常只能通過限制加工環境的條件來減小誤差的影響，這種條件的限制一方面增加了設備的制造和使用成本，另一方面也阻礙了機器視覺技術在紡織品行業的推廣和應用。

為解決織物受力變形引起的識別誤差大的問題，有少量專利及文獻提出了一些基于織物組織結構的解決辦法，中國發明專利CN1648321A公開了一種織物紋理檢測方法，其特征是通過檢測相對運動織物的編織紋理特征信息作為檢測參數輸出，通過記錄圖像像素值的累加和的變化情況來判斷紗線的運動情況，并以此作為相對運動織物的檢測參數。該方法實際上只是提供了一種運動情況下統計紗線數目的方法，對于織物受力實時變化的情況沒有很好的解決，而且沒有建立一個統一的坐標系，無法準確恢復變形圖案原形，進行正確的識別和判斷。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種基于織物組織結構的柔性坐標系建立方法及基于該坐標系的織物圖形識別方法，其目的在于，直接將織物的經紗和緯紗的序號作為坐標值，對經紗和緯紗的交點像素進行表達，從而獲得一種不受實際像素尺寸影響的具有柔性的統一坐標系，消除變形誤差，由此解決現有技術中識別方法受變形影響較大的技術問題。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種基于織物組織結構的柔性坐標系建立方法，包括如下步驟：

(1)采集織物圖像，并對采集到的圖像做形態學的開操作，先腐蝕后膨脹，消除圖像中的噪聲，同時保證經紗和緯紗的連續性不被破壞；

(2)對步驟(1)處理后的圖像進行歸一化操作，減小不均勻光照對圖像的影響；

(3)對步驟(2)處理后的圖像進行二值化操作，凸顯出經紗和緯紗的輪廓，轉至步驟(4)和步驟(5)分別識別出圖像中的經紗和緯紗；

(4)識別圖像中的經紗：從二值化的圖像中找到經紗的位置，將各經紗的相對位置和絕對的像素坐標保存下來，從而將圖像中的像素點與經紗對應；