应用局部纹理特征的无监督织物瑕疵检测算法

针对当前算法对种类繁多瑕疵,尤其是经纬向瑕疵适应差问题,提出一种应用局部纹理特征的无监督织物瑕疵检测算法。这种算法采用无监督检测方案,检测过程中不需要参考样本。在检测过程中,首先根据瑕疵稀少性特点,直接从整体织物图像中获取表征局部织物纹理的局部二值模式直方图特征;然后利用机织物经纬交织特点对局部织物图像沿经纬向投影,并在此基础上提取特征;最后计算所提取特征的瑕疵异常图,并对其进行权重方式融合后实施阈值分割,实现瑕疵检测。实验结果表明,所提出的投影特征能有效表征局部织物纹理,与局部二值模式特征结合使用能有效检测织物瑕疵。     

基于局部统计与整体显著性的织物疵点检测算法

由于织物疵点类别较多及图像纹理多样化,为了能更有效检测织物疵点,本研究结合局部统计特征与整体显著性分析,提出一种新的织物疵点检测算法。首先将图像分为大小相同的图像块,采用局部二进制模式和灰度直方图分别提取图像块局部统计特征;其次针对每个当前图像块,随机选取K个其它图像块,分别计算局部二进制模式统计特征对比度和灰度统计特征对比度,完成基于上下文整体显著性分析生成视觉显著图;最后采用基于迭代最优阈值分割算法对显著图进行分割,得到织物疵点检测结果。实验结果表明,该算法综合了局部统计特征和整幅图像的上下文信息,可显著突出织物疵点区域,实现对织物疵点的有效检测。     

基于相似性定位和超像素分割的织物疵点检测

为解决周期性纹理织物图像的疵点检测及其轮廓精确分割问题,提出一种基于相似性定位和超像素分割的织物疵点检测方法。将待检测图像进行中值滤波和对数增强,并利用FT算法估计增强图像的显著图实现待检测图像的预处理;将基于归一化局部均值差分的灰度相似性检测参量和结构相似性检测参量结合,构建可测量更多类型周期性纹理织物图像的相似性度量函数,通过阈值化增强图像分块的相似性测量值实现疵点在显著图中的粗定位;最后对显著图粗定位图像分块进行超像素细分割及其二值化处理,并借助连通域分析剔除孤立点,获得完整的疵点轮廓。结果表明,本方法与常规3种方法相比,对周期性纹理织物图像的疵点检测准确率更高,且提取出的疵点轮廓更精确。     

Fabric defect delaminating detection based on visual saliency in HSV color space

Due to a large variety of fabric defects, the traditional detection method is difficult to meet the needs of dynamic detection that include all kind of defects. In order to enhance the effect of fabric defects detection, this paper proposed a dynamic delaminating detection method that fabric defects in the HSV color space are detected according to the fabric defect saliency. The idea is simulating the human visual system, and gradually enhancing the saliency of fabric defects through the data-driving. By the way, different types of defects are highlighted in different layers. At the same time, some task factors are used to drive form detection interest region in each layer. Then all kinds of defects are delaminated detection by setting a threshold in different layers. Experiments show that the proposed algorithm can accurately detect all kinds of defects, and have a strong universality for various types of defect detection. It can provide a possibility for the realization of fabric defects automatic detection.     

应用上下文视觉显著性的色织物疵点检测

为实现色织物疵点的有效检测,提出一种应用上下文视觉显著性的疵点检测方法。根据上下文视觉显著性的原则,将织物图像分为大小相同的图像块;然后针对每个图像块,选取K个与其最相似的图像块计算与该图像块的差异值之和,用该差异值之和表示该图像块中心像素的显著性;从而生成一幅视觉显著性图;最后对显著性图进行阈值分割,得到色织物疵点的检测结果。为验证该算法的有效性,将带有纬缩、破洞和跳花等区域性疵点的素色、条纹和格子色织物图像作为样本进行检测。结果表明:该方法可较好地抑制不同种类织物的纹理背景,突出疵点区域,实现疵点的有效检测,该方法在色织物疵点检测上具有一定的可行性。     

纹理织物疵点窗口跳步形态学法检测

针对纹理织物疵点自动检测时因生产速度快造成的织物抖动以及检测速度难以匹配问题,提出窗口跳步形态学法纹理织物疵点检测算法。使用该算法对图像进行窗口分割及预处理后,首先对纹理织物图像的纹理特征进行分析,然后设计形态学算子进行腐蚀操作,最后使用连通域分析来确定疵点大小及位置。仿真实验及工厂实际应用表明,该算法可有效克服工业生产中纹理织物抖动造成的图像明暗不均,可检测出纹理织物中存在的破洞、经纬疵点、污渍、断线、折痕和结头等各种疵点,而且检测速度明显优于快速傅里叶变换特征点算法以及传统形态学检测算法。实时检测速度超过80 m/min,疵点检测精度为0.1 mm,满足实际生产需求。     

应用方向梯度直方图和低秩分解的织物疵点检测算法

织物疵点检测是织物表面质量控制的关键环节。基于方向梯度直方图(HOG)和低秩分解,提出一种有效的织物疵点检测算法。首先,将织物图像划分为大小相同的图像块,提取每个图像块的HOG特征,并将图像块特征组成特征矩阵,针对特征矩阵构建有效的低秩分解模型,通过方向交替方法(ADM)优化求解,生成低秩阵和稀疏阵;最后采用改进最优阈值分割算法对由稀疏阵生成的显著图进行分割,从而定位出疵点区域。实验结果表明,低秩分解能有效实现织物疵点的快速分离,与已有方法进行对比,本文方法能显著提高复杂织物纹理图像的疵点检测性能。     

基于显著纹理特征的织物疵点检测方法

针对显著纹理背景下织物图像灰度级有限、对比度不明显致使目标疵点自动检测难度较大的问题,提出了一种用于显著纹理背景的织物疵点检测方法。首先,鉴于Tamura纹理模型具有分辨能力强、旋转不变性以及算法鲁棒性强的特点,提出了多尺度度量局部纹理粗糙度的改进算法,以增强纹理分辨能力;然后,结合织物疵点图像视觉显著性分析,基于局部纹理最佳窗口,通过提取与融合粗糙度、对比度和方向生成视觉显著性特征图,以显著突出织物疵点区。经TILDA织物纹理图库数据的实验测试,结果表明,与其他相关方法相比,此方法在有效抑制显著纹理背景的同时,检测的目标疵点具有较好的一致性和完整性。     

基于低秩分解的织物疵点检测

针对传统低秩分解法导致的图像信息过度丢失和织物弹性导致的歪斜问题,提出一种基于Beta范数的改进低秩分解检测方法。首先,通过提取织物图的基元特征构造先验信息图。其次,采用Beta范数代替低秩分解中的核范数,并由先验信息图引导低秩分解方法对织物图进行分解,解决了传统低秩分解方法中核范数导致的图像信息过度丢失的问题。进而,提取织物图的方向梯度直方图(HOG)特征构造后验信息图,并将后验信息图和通过低秩分解得到的稀疏分量进行哈达玛乘积获得显著图,解决了织物弹性导致的歪斜问题。最后,利用最优阈值分割得到疵点图。将实验结果与已有的4种方法进行对比,结果表明,该方法可以有效抑制歪斜干扰,且检测时间更短。     

应用单演小波分析的织物疵点检测

为了解决现有织物疵点检测算法对种类繁多的疵点形式尤其是对微弱纹理变化疵点的适应性较弱问题,提出以单演小波分析工具为基础的织物疵点检测算法。通过拉普拉斯分数阶算子与多重调和样条构建各向同性拉普拉斯小波后,对其进行Riesz变换构建Riesz–拉普拉斯小波,实现了织物图像的单演小波分析。对单演小波分析结果中的多分辨率方向与振幅子带,分别设计了最优响应子带判断标准以及最优响应子带分割方法。实验结果表明,本文提出的检测算法可有效分割不同织物纹理中的多种类疵点,分割结果可反映疵点位置与轮廓,对342幅实验样本图像实现了97.37%的检出率,具有较好的自适应性与鲁棒性。     

应用视觉显著性的小提花织物疵点检测

为实现小提花织物的疵点检测,提出了一种基于视觉显著性的疵点定位与分割方法。针对小提花织物的花型具有周期性的特点,通过对织物图像进行快速傅里叶变换和形态滤波来抑制正常花纹的显著性,突出疵点区域的显著性,以获取图像的全局显著图;然后使用基于图论的视觉显著模型来计算图像的局部显著图,并对全局和局部显著图进行合并生成综合显著图;最后使用最大熵法对综合显著图进行分割,以得到疵点目标。实验结果表明,在对横裆、破洞、断头、打结和跳花等5 种瑕疵进行测试时,该方法的正确率高达93.5%,非常适合于对小提花织物进行疵点检测。     

基于Criminisi算法的非周期性印花织物缺陷检测

由于非周期印花织物颜色多变、花型复杂、印花缺陷纹理及背景纹理之间对比度低,导致织物缺陷不易被识别,因此给出一种Criminisi算法。首先,采用频率谐调(frequency-tuned,FT)显著性算法对印花织物缺陷图像进行显著性增强,突出缺陷的边缘轮廓;其次,利用大津阈值法对显著图进行二值化处理,并将得到的二值图作为图像修复时的Mask掩码图;最后,运用Criminisi算法对原印花织物缺陷图像进行修复,将修复的印花图像减去原印花缺陷图像,获得缺陷区域。实验结果表明,该方法能准确分割出非周期性印花织物的缺陷区域,如漏墨、污渍等,且检测准确率达97.39%。同时,实验过程中不涉及参数的调节。     

基于改进的加权中值滤波与K-means聚类的织物缺陷检测

为检测纹理织物在生产过程中产生的各种疵点,提出一种基于改进的加权中值滤波与K-means聚类相结合的纹理织物疵点检测方法。首先利用改进的加权中值滤波对纹理织物图像进行预处理,以减少纹理信息对疵点检测产生的影响,同时通过联合直方图动态数据分配权重和像素,减少寻求中位数的时间来有效地缩短检测时间,提高了执行速度;然后采用K-means算法对滤波后的织物图像进行聚类,计算织物图像疵点和非疵点的聚类中心,进而实现图像疵点区域的分割。实验结果表明,该方法可有效地检测出方格、点形、星形、平纹、斜纹等多类型纹理织物的疵点,并显著提高检测速度。     

改进频率调谐显著算法在疵点图像分割中的应用

为提高织物疵点分割精度,提出了一种用于织物疵点图像分割的改进频率调谐显著（FT）算法。首先,利用织物疵点和背景区域透光率的不同,将光源和相机分别置于织物两侧来获取图像,提高疵点区域对比度;其次,应用非局部均值滤波器（NLM）替代FT 算法中的高斯滤波器,增强对背景纹理的平滑和降噪能力;研究发现NLM滤波器中滤波参数对疵点分割精度影响较大,提出了基于平均最大类间方差的参数优化方法;然后,将改进FT 算法应用于疵点图像预处理,进一步提高疵点对比度;最后,使用最大类间方差法对疵点显著图进行分割。对2 种不同织物疵点图像的分割实验结果表明,使用改进FT 算法对粗经、竹节、结头、断纬、油污和破洞等常见疵点图像进行预处理,可显著提高疵点分割精度。     

基于最大熵快速迭代算法和边缘算子的织物疵点分割

将信息熵引入图像处理中,把疵点图像分为背景和目标两部分,分别对两个区域进行处理;通过求最大熵值的快速迭代算法,在满足信息熵最大要求的前提下对织物疵点区域进行分割,然后利用Canny边缘检测算子对分割后的疵点图像进行边缘检测,从而达到识别织物疵点的目的。仿真实验结果表明,将最大熵快速迭代算法与边缘算子结合进行疵点分割识别的方法是有效的。     

基于遗传规划的织物自适应正交小波基的构造和优化

 为了实现机织物疵点的自动检测,文章在构造织物自适应正交小波库的基础上,运用遗传规划算法,将构造的小波库作为群体规模,对遗传规划算法四种不同的适应度函数进行优选后,从群体规模中优化出与织物纹理相匹配的小波基。研究结果表明,以织物纹理波动为适应度函数得到的小波基与织物的匹配性较好。试验验证了该方法对相关疵点检测的有效性,并采用窗口分割法对织物疵点进行定位,表明采用遗传规划算法结合适应度函数优选的方法,能够找到与织物纹理相适应的最优小波基,实现织物疵点的自动检测。     

基于总变差的织物疵点分割方法

为解决当前机织物疵点检测方法精度不足的问题,提出了基于总变差模型的织物疵点分割方法,并着重分割经纬向尺寸小且异常不显著的疵点。首先应用奇异值分解低秩重建的方法将织物纹理背景去除,获取疵点异常图;然后通过构建总变差模型对疵点异常图进行最优化求解处理,得到不同约束下的疵点增强图;最后通过常规分割算法实现疵点的准确分割。实验结果表明:经总变差模型处理后的疵点异常图,其疵点与背景的可分割性得到显著提升。通过讨论总变差模型的参数对分割结果的影响,进一步验证了基于总变差的织物疵点分割方法的有效性和稳定性。     

Identification of fabric defects based on discrete wavelet transform and back-propagation neural network

Detection of fabric defects can be considered as a texture segmentation and identification problem, since textile faults normally have textural features that are different from features of the original fabric. A feasible approach for the recognition of fabric defects based on discrete wavelet transform and back-propagation neural network is proposed in this article, the indispensable processes of which are defect image preprocessing, wavelet transform, feature extraction, principal component analysis of the extracted feature parameters, and defect identification. Under the experimental condition, the average recognition accuracy of defects and nondefects are 99.2% and 100%, respectively. Experimental results show the advantages with high identification correctness and high inspection speed.     

基于改进判别性完整局部二值模式与格分割的织物瑕疵检测方法

为解决传统的完整局部二值模式在织物疵点检测时存在直方图维数过高和特征冗余并且在小区域图像变化幅度剧烈或变化幅度平缓时存在局限性的问题,提出一种改进判别性完整局部二值模式并结合自动格分割的织物瑕疵检测方法,该新算法可分为训练和测试2部分。通过实验将该算法、小波预处理的黄金图像相减方法、布林线指标方法、正则带方法进行对比,针对2 种纹理3 类瑕疵的织物图像数据集进行测试。结果表明,该方法对星形图案和箱形图案纺织品检测效果较好,一部分的查全率可达到0.99,大部分检测结果的查全率均在0.90 以上。     

改进频率调谐显著算法在疵点辨识中的应用

为提高疵点检测效率和准确率,提出用改进频率调谐显著（FT）算法替代 Gabor 小波方法预处理疵点图像,强化疵点特征向量灵敏度。分析了FT 算法中高斯滤波器模板、Lab 颜色空间、高斯滤波图像中椒盐噪声和 HSV 颜色空间不同通道取值范围不一致对疵点识别的影响,并提出了相应改进方法。利用改进 FT 算法进行图像显著处理;使用灰度共生矩阵方法对疵点显著图进行特征提取;利用概率神经网络分类器分类,检测是否存在疵点。对 2 种不同纹理面料的检测结果表明：改进 FT 算法较改进前计算时间增加约8%,但疵点检测准确率提高18% ～25%;与 Gabor 小波相比,检测准确率基本持平,但计算时间缩短约70%。