一種基於圖像投影和奇異值分解的織物瑕疵檢測方法
2023-04-28 23:34:06 2
一種基於圖像投影和奇異值分解的織物瑕疵檢測方法
【專利摘要】本發明涉及一種基於圖像投影和奇異值分解的織物瑕疵檢測方法。在訓練階段首先將無瑕疵織物圖像樣本有重疊地劃分成正方形子窗口；然後將所得子窗口分別沿縱橫方向投影，得到聯合投影序列；最後對聯合投影序列所組成的矩陣實施奇異值分解，提取基向量；在檢測階段，將待檢測織物圖像樣本無重疊地分割劃分成正方形子窗口；同時將子窗口沿縱橫方向的投影，得到聯合投影序列；應用基向量對所得的聯合投影序列進行重構，並通過重構誤差來判定子窗口是否包含瑕疵。本發明充分利用了織物紋理及瑕疵的經緯取向特徵，通過對縱橫方向投影所得序列進行分析，不僅大大降低了方法的複雜性，而且對不同織物紋理和瑕疵類型有較強的適應性，尤其是對線性瑕疵。
【專利說明】一種基於圖像投影和奇異值分解的織物瑕疵檢測方法
【技術領域】
[0001]本發明屬圖像分析處理領域，本發明涉及一種基於圖像投影和奇異值分解的織物瑕疵檢測方法，應用於紡織品表面質量自動檢測與控制領域。
【背景技術】
[0002]設矩陣A是mXη的矩陣，奇異值分解(SVD)可以把矩陣A分解成U, Σ和V三個矩陣。其中矩陣U是mXn的正交矩陣，矩陣V是ηΧη的正交矩陣，矩陣Σ是mXn的矩陣，其對角線以外的元素全部為零，即矩陣2=diag(0l，σ2,…，(^)為對角矩陣，r為矩陣A的秩，0ι，σ2，為A矩陣的奇異值。矩陣U和V分別稱為左奇異矩陣和右奇異矩陣，矩陣Σ的對角線上的元素依次呈遞減順序，即:O1≥σ2≥…≥Qr^O0
[0003]將矩陣Σ的對角元素設定為01;+1=01;+2=*" = (^=0，得到矩陣六在秩1^〈1.)下的
重構其重構誤差使用Frobenius範數可表述為:
[0004]
【權利要求】
1.一種基於圖像投影和奇異值分解的織物瑕疵檢測方法，其特徵是包括以下步驟: (1)訓練階段； 將無瑕疵織物圖像樣本有重疊地劃分成正方形子窗口，並將子窗口分別沿縱橫方向投影，得到聯合投影序列；然後將所得的聯合投影序列組成一個矩陣，並對該矩陣實施奇異值分解，提取基向量； (2)檢測階段; 將待檢測織物圖像樣本連續無重疊地分割劃分成正方形子窗口，並將子窗口沿縱橫方向的投影，得到聯合投影序列y;應用(I)中所得的基向量的對y進行重構，得到y的重構y ；計算重構誤差五=|卜-jf，並通過重構誤差來判定子窗口是否包含瑕疵； 具體實現如下: 在訓練階段，將所述的無瑕疵織物圖像樣本有重疊地劃分成大小為wXw的正方形子窗口，其中8像素< w < 64像素；所述有重疊地劃分是指在同一行中，後一個子窗口是前一個子窗口橫向平移步長s得到，相鄰子窗口之間有重疊部分，所述重疊部分的橫向長度為w-s，在相鄰行中，下一行的子窗口是上一行的子窗口縱向平移步長s得到，相鄰子窗口之間有重疊部分，所述重疊部分的縱向長度為w-s，其中I 將子窗口分別沿縱橫方向投影，即計算子窗口中每列和每行的所有像素點灰度值的平均值，得到兩個投影序列；然後將所得的兩個投影序列相接後得到聯合投影序列； 將所有子窗口對應的聯合投影 序列作為矩陣的列排列為一個矩陣，並對所得的矩陣實施奇異值分解；提取左奇異矩陣的前k列作為基向量D，即D=W1, d2，-,dk]，其中Clpd2,…，dk為左奇異矩陣的前I到k列的列向量，且有4 在檢測階段，將待檢測織物圖像樣本連續無重疊地劃分成大小為wXw的正方形子窗口，其中8像素< w < 64像素；然後按照訓練階段的方法，將子窗口分別沿縱橫向投影，得到聯合投影序列；應用所述基向量對檢測階段所得的聯合投影序列進行重構，並通過計算其所得的重構誤差E來判定子窗口是否包含瑕疵。
2.根據權利要求1所述的一種基於圖像投影和奇異值分解的織物瑕疵檢測方法，其特徵在於，所述的織物為位深度為8位的灰度圖像。
3.根據權利要求1所述的一種基於圖像投影和奇異值分解的織物瑕疵檢測方法，其特徵在於，所述的重構是指在最小平方誤差下所得的重構。
4.根據權利要求1所述的一種基於圖像投影和奇異值分解的織物瑕疵檢測方法，其特徵在於，所述的通過重構誤差來判定子窗口是否包含瑕疵是指當重構誤差超過預先設定的閾值則認為子窗口包含瑕疵；閾值的確定:首先對無瑕疵織物進行測試，得到其重構誤差E的累計分布函數，然後選取對應於其累計分布函數95%的重構誤差值作為閾值。
5.根據權利要求1所述的一種基於圖像投影和奇異值分解的織物瑕疵檢測方法，其特徵在於，所述的聯合投影序列，是指將沿縱橫方向投影所得的兩個投影序列，一個在前，另一個在後或一個在後，另一個在前以首尾相接的方式所得的序列。
【文檔編號】G06T7/00GK103489182SQ201310401043
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月5日 優先權日:2013年9月5日
【發明者】周建, 汪軍, 王鋼, 李立輕, 陳霞, 萬賢福, 李冠志 申請人:東華大學