[發明專利]一種基于模板匹配的裝飾墻紙缺陷檢測方法

有效

• 申請號: 202210312562.4
• 申請日: 2022-03-28
• 公開（公告）號: CN114419039B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 余義平
• 申請（專利權）人: 武漢市融科優品裝飾材料有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/49;G06K9/62;G06V10/77
• 代理公司: 南京司南專利代理事務所(普通合伙) 32431
• 代理人: 彭玉婷

1.一種基于模板匹配的裝飾墻紙缺陷檢測方法，其特征在于，該方法包括：

S1、獲取墻紙周期模板圖像及待測墻紙圖像，設定多組圖像轉灰度圖像的權值，根據每一組權值將墻紙周期模板圖像轉換為一個模板灰度圖；

S2、計算每個模板灰度圖在其對應的第一主成分方向上的投影方差，獲取所有投影方差中的最大投影方差，獲取最大投影方差所對應的最終權值及最終第一主成分方向；

S3、根據最終權值將待測墻紙圖像轉化為待測灰度圖，計算模板灰度圖在最終第一主成分方向上的第一投影值及待測灰度圖在最終第一主成分方向上的第二投影值；

S4、計算第一投影值和第二投影值的匹配度，根據匹配度得到墻紙的模板圖像；

S5、獲取待測墻紙圖像與模板圖像在相應的位置的灰度值的差值，根據差值和設定的差值閾值確定待測墻紙圖像的缺陷區域。

2.根據權利要求1所述的一種基于模板匹配的裝飾墻紙缺陷檢測方法，其特征在于，計算每個模板灰度圖在其對應的第一主成分方向上的投影方差的步驟包括：

對每個模板灰度圖進行主成分分析，獲得每個模板灰度圖的第一主成分方向；

根據下式（1）計算投影方差：

（1）

其中，表示在某一組權值下模板灰度圖中第行列的像素點的灰度值；表示在某一組權值下及該權值對應的主成分方向上的特征向量的值；表示某一組權值下模板灰度圖中第行列的像素點在該權值對應的主成分方向的投影值，表示模板灰度圖在主成分方向上的投影值的均值，且，M表示周期模板圖像的長度，N表示周期模板圖像的寬度，m表示像素點的行位置坐標；n表示像素點的列位置坐標。

3.根據權利要求2所述的一種基于模板匹配的裝飾墻紙缺陷檢測方法，其特征在于，在某一組權值下模板灰度圖中第行列的像素點的灰度值的步驟包括：

根據下式（2）計算灰度值：

（2）

其中，表示墻紙周期模板圖像中第行列像素點的紅色通道分量；表示墻紙周期模板圖像中第行列像素點的綠色通道分量表示墻紙周期模板圖像中第行列像素點的藍色通道分量，依次為圖像轉灰度圖像中紅色通道分量、綠色通道分量、藍色通道分量的某一組權值。

4.根據權利要求1所述的一種基于模板匹配的裝飾墻紙缺陷檢測方法，其特征在于，計算模板灰度圖在最終第一主成分方向上的第一投影值及待測灰度圖在最終第一主成分方向上的第二投影值的步驟包括：

根據下式（3）分別計算第一投影值和第二投影值：

（3）

其中，表示墻紙周期模板圖像中第行列像素點的紅色通道分量；表示墻紙周期模板圖像中第行列像素點的綠色通道分量表示墻紙周期模板圖像中第行列像素點的藍色通道分量；表示最大投影方差所對應的最終權值；最終第一主成分方向上的特征向量，其中，，表示該特征向量的第個值。

5.根據權利要求1所述的一種基于模板匹配的裝飾墻紙缺陷檢測方法，其特征在于，計算第一投影值和第二投影值的匹配度的步驟包括：

根據下式（4）計算匹配度：

（4）

其中，設為待測灰度圖中第行像素點在最終第一主成分方向上的第一投影值，設為待測灰度圖中第行像素點在最終第一主成分方向上的第二投影值，則表示模板灰度圖中第行像素點在最終主成分方向上的第一投影值，表示待測灰度圖中第行像素點在最終主成分方向上的第二投影值，為第一個使得時的行數，表示待測墻紙圖像的第二序列值，則為時對應的行數，表示墻紙周期模板圖像的第一序列值，表示第一投影值與第二投影值相等的數量。

6.根據權利要求5所述的一種基于模板匹配的裝飾墻紙缺陷檢測方法，其特征在于，根據匹配度得到墻紙的模板圖像的步驟包括：

獲取所有匹配度中的最大匹配度；

獲取最大匹配度對應的第一序列值；

根據第一序列值獲取該第一序列值前后的所有序列值，所有序列值的集合即為最大匹配度時的序列；

所述序列中的每個序列值與墻紙周期模板灰度圖上對應的行像素點組成的圖像即為的待測墻紙圖像對應的模板圖像。

7.根據權利要求1所述的一種基于模板匹配的裝飾墻紙缺陷檢測方法，其特征在于，還包括根據缺陷區域對缺陷進行識別，確定缺陷類型：

對缺陷區域的灰度圖進行連通域處理得到缺陷連通域；

對每一個缺陷連通域做最小外接矩形，計算最小外接矩形的長寬比，若大于4，則為裂紋缺陷或褶皺缺陷，否則為孔洞缺陷或黑斑缺陷；

計算每個裂紋缺陷或褶皺缺陷的多個邊緣像素點距對應的裂紋缺陷或褶皺缺陷的最小外接矩形中心的第一距離，所有第一距離的集合記為第一距離序列；計算每個孔洞缺陷或黑斑缺陷的多個邊緣像素點距對應的孔洞缺陷或黑斑缺陷最小外接圓圓心的第二距離，所有第二距離的集合記為第二距離序列；

根據第一距離序列的一階差分的方差計算第一形狀規則度₁，根據第二距離序列的一階差分的方差計算第二形狀規則度₂；

長寬比且第一形狀規則度₁的為裂紋缺陷，長寬比且第一形狀規則度₁的為褶皺缺陷；長寬比且第二形狀規則度₂，則為孔洞缺陷，長寬比且第二形狀規則度₂的為黑斑缺陷。