布匹生产在线检测系统,在线检测布匹色差、颜色和杂质

在纺织印染行业中,布匹表面色差的测量和评价常用离线抽样方式,通过彩色线阵CCD工业相机实时采集布匹表面图像信号,在计算机中完成布匹颜色与标准色样比对,实现色差的在线量化检测。这种检测技术作为一种快速、实时、准确采集与信息的处理,已逐渐成为国民经济信息化、增强竞争力不可缺少的技术工具和手段。布匹在现代生产流水线上,需要判别出布匹的颜色是否合格、布匹上是否有杂质及杂质的数量。由于生产线运行速度较快,要求杂质分辨直径较小,用人工难以做到实时检测,事后抽样检测效率低下,且抽检后的产品仍然有存在瑕疵的可能。计算机的自动化,正好适合于快速实时地检测。布匹生产在线检测系统正是基于机器视觉的技术,快速高效的检测出布匹的颜色和存在的杂质。

色差在线视觉检测原理

布匹由变频器控制传送系统传送。在布匹上方沿幅宽方向平行放置一个高强度线性光源,照亮布匹表面,线阵CCD横向置于布匹上方,采用工业镜头完成布匹的二维扫描。布匹连续传送,线阵CCD相机将连续采集到的布匹表面图像数据传输至计算机,在计算机中应用色差公式完成色差的计算与评价。

视觉检测系统由光源模块、线阵CCD成像模块及计算机色差计算模块组成。

一、图像采集

通过光学系统,由相机采集图像,图像转换成数字格式式并传入计算机存储器。

二、图像处理

处理器运用不同的算法来处理对决策有重要影响的图像要素,如对图像进行颜色辨识,面积、长度测量,图像增强,边缘锐化,降噪等处理。

三、特性提取

处理器识别并量化图像的关键特性,例如布匹的颜色和杂质的形状等等。然后这些数据传送到控制程序。

四、判决和控制

处理器的控制程序根据收到的数据做出结论。例如:这些数据包括杂质的直径是否在要求规格之内或者布匹的颜色是否合格。

视觉系统一般包括:光源、光学系统、相机、图像处理单元、图像分析处理软件、监视器、通讯/输入输出单元等。布匹检测的机器视觉系统的组成如下图所示。视觉系统的输出是经过运算处理之后的检测结果——各种杂质的数量。计算机系统实时获得检测结果后,指挥运动系统或输入输出系统执行相应的控制动作。

Color检测

一般而言,从彩色CCD相机中获取的图像都是RGB图像。也就是说每一个像素都由红(R)绿(G)篮(B)三个成分组成,来表示RGB色彩空间中的一个点。问题在于这些色差不同于人眼的感觉。即使很小的噪声也会改变颜色空间中的位置。所以无论我们人眼感觉有多么的近似,在颜色空间中也不尽相同。基于上述原因,我们需要将RGB像素转换成为另一种颜色空间CIELAB。目的就是使我们人眼的感觉尽可能的与颜色空间中的色差相近。

Blob检测

根据上面得到的处理图像,根据需求,在纯色背景下检测杂质色斑,并且要计算出色斑的面积,以确定是否在检测范围之内。因此图像处理软件要具有分离目标,检测目标,并且计算出其面积的功能。

Blob分析(Blob Analysis)是对图像中相同像素的连通域进行分析,该连通域称为Blob。经二值化(Binary Thresholding)处理后的图像中色斑可认为是blob。Blob分析工具可以从背景中分离出目标,并可计算出目标的数量、位置、形状、方向和大小,还可以提供相关斑点间的拓扑结构。在处理过程中不是采用单个的像素逐一分析,而是对图形的行进行操作。图像的每一行都用游程长度编码(RLE)来表示相邻的目标范围。这种算法与基于象素的算法相比,大大提高处理速度。

布匹视觉系统涉及到光学和图像处理算法,本身就是高度专业化的产品,尤其在整个识别控制系统中,还要与运动控制系统配合完成后续操作。在本项目的视觉系统中提取识别对象颜色特征值,然后采用模式识别的方法,识别出不合格区域然后使用斑点分析判断是否为杂质。同时提到了整个系统中各个部件的选择和用户界面的设计。

总之,应用机器视觉系统能够大幅降低检验成本,提高产品质量,加快生产速度和效率。对于现代化企业来说,意识到技术发展的趋势并首先付诸实施者无疑将走在竞争的前列。

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