一种化纤纸管外观检测过程中图像精确处理方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及工业产品的检测技术中所使用的智能图像处理技术，更具体地是指用 于化纤纸管外观检测中所采用的一种化纤纸管外观检测过程中图像精确处理方法及系统。
【背景技术】
[0002] 化纤纸管主要用于纺织业，为高速卷绕或加弹锭子提供基础保障。其外型几何尺 寸、圆度、同心度以及外表是否有瑕疵是纸管充当中间介质时非常重要的参数，目前纸管生 产企业普遍采用人工检测的手段，来保证产出的纸管外观符合质量要求。然而，人工检测方 法存在以下弊端：
[0003] 1、由于检测人员之间主观判断标准的不一致，易造成检测结果的不一致；
[0004] 2、由于检测人员自身的生理疲劳易造成的产品漏检、误检；
[0005] 3、人力成本逐年上升，人员流动性大等因素，导致人工检测成本越来越高。
[0006] 本申请人为了解决上述问题，提出了一种化纤纸管外观检测装置及方法，并于 2015年4月8号就相关技术的提出中国专利申请，申请号为201510161827. 5。该申请较好 地解决了纸管外观进行精确筛选，检测出不同性质的纸管，并实时进行分类。适用于纸管外 观参数检测过程，应用机器视觉技术和自动控制技术来实现高精准检测、标准分类筛选的 目的，提高工作效率，降低劳动力的成本。
[0007] 但，在实际的检测应用中，如何对所检测后的图像进行处理，以及如何克服传统的 图像存在的几何畸变比较敏感，容易造成拼接结果不准确、精确度不高、图像拼接效果不理 想等问题，是本申请中所面对和所要解决的问题。
[0008] 图像的拼接主要是根据两幅图像重叠区域的相似性来实现，目前一般有基于区域 和基于特征的方法，传统的方法一般都是直接从图像重叠区域中对应的像素灰度值或色度 值来进行考虑图像的拼接，这种方法普遍存在拼接时计算量大的缺点，而且计算结果对光 照的变化和镜头所造成的几何畸变比较敏感，因此容易造成拼接结果不准确、精确度不高、 图像拼接效果不理想等问题。
[0009] 在基于机器视觉的化纤纸管外观检测系统中需要将采集到的不同区域柱面图像 精确地拼接，以消除重复采集的区域，以便后续的数字图像处理和分析、对所得到的全景图 像进行精确拼接这一难题，是摆在工业产品的检测行业厂商对智能图像处理技术过程中， 所期待解决的问题。
【发明内容】
[0010] 针对上述问题，本发明的任务是提供一种化纤纸管外观检测过程中图像精确处理 方法及系统，以解决传统的图像处理中，普遍存在在拼接时计算量大的缺点，而且计算结果 对光照的变化和镜头所造成的几何畸变比较敏感，容易造成拼接结果不准确、精确度不高、 图像拼接效是不理想等问题。
[0011] 为了完成上述任务，本发明采用如下技术方案：
[0012] 本发明的化纤纸管外观检测过程中图像精确拼接处理方法，包括以下步骤：
[0013] 步骤A，通过在被检测的化纤纸管上设置辅助标志，使用所设置的辅助标志来对被 检测的化纤纸管端面圆周进行定位；
[0014] 步骤B，利用检测摄像机对被检测化纤纸管的柱面图像进行图像信号采集，图像 信号所需的采集控制信号则先由触发器形成触发信号，该触发信号输出到PC机并经PC机 训练修复后形成采集控制信号；
[0015] 步骤C，在所述步骤B提供经训练修复后的采集控制信号的基础上，PC机对检测摄 像机输出所述图像进行全景图拼接，在拼接时，采用所述步骤A的方法去识别每幅图像中 线上的辅助标志编码值，以确定相邻两幅图像的边界，并去除重叠部分，达到相邻两幅图像 的准确拼接，依此将不同编码的柱面图像信号进行全景图拼接。
[0016] 所述的步骤A中，所述的辅助标志由竖直方向的m个格子组成，其中每个格子有 "黑"和"白"两种表示方法，对应二进制值为" 1 "和"0"，所述的辅助标志对应的二进制值 称为该辅助标志的编码值。
[0017] 所述的步骤A中，对所述的被检测的化纤纸管端面圆周进行定位时，采用如下方 法，
[0018] 设纸管端面直径为D，周长为L，有L=D* 31，设辅助标志的宽度为w，n是辅助标 志的个数，再令w*n=L=D*JT，将n个辅助标志与纸管端面圆周对应，也就是端面圆周被 均匀分割成n份，每一个辅助标志对应其中的一份，也对应到纸管柱面的相应位置，以实现 柱面的定位。
[0019] 所述采集的图像信号应包含全部柱面区域及柱面区域对应的全部辅助标志。
[0020] 所述的PC机对输出的采集控制信号进行训练修复时，采用一触发器，触发器根据 纸管旋转实时输出触发信号，每一个触发信号对应于纸管柱面正对检测摄像机的一个区 域，触发信号的上升沿对应到该柱面区域旋转到位的时刻，PC机根据触发信号生成并输出 图像采集信号，检测摄像机实时采集纸管柱面对应区域的图像。
[0021] 所述的步骤B中，所述的训练修复方法进一步包括以下步骤，
[0022] B1，采用触发信号复制得到初始的采集控制信号；
[0023] B2,将多次触发信号的上升沿时刻和信号宽度进行算术平均，作为训练后的采集 控制信号，也称为记忆信号；
[0024] B3,对触发信号中出现的干扰信号进行过滤，对丢失的信号，通过对记忆信号进行 复制并作为采集控制信号输出。
[0025] 所述的步骤C中，对所述的柱面图像全景拼接，进一步包括以下步骤，
[0026] C1，先将每一幅图像中心线上辅助标志的编码值记为Pi，其下标i为从1开始的自 然数，表示图像的拍摄顺序；
[0027] C2,然后对相邻图像依次进行拼接，当精确拼接第k幅和k_l幅图像时，根据pk和 Ph的差值可计算出拼接区域作为应去除的重叠区域的起始和结束边界；
[0028] C3,此后，相邻图像根据起始和结束边界进行图像拼接，依此类推，进行完整图像 的拼接。
[0029] 一种化纤纸管外观检测过程中图像精确处理系统，该系统包括：
[0030] 一辅助标志物，设置于被检测化纤纸管端面；
[0031] 一检测摄像机，该摄像机对被检测化纤纸管进行柱面图像信号采集，并将采集后 的图像信号输出到PC机；
[0032] -PC机，内嵌置有图像信号训练修复软件，该PC机提供经训练修复后的采集控制 信号给检测摄像机；
[0033] 一触发器，触发器根据纸管旋转实时输出触发信号，每一个触发信号对应被检测 纸管柱面正对检测摄像机的一个区域，触发器发出的触发信号的上升沿对应到被检测纸管 柱面区域旋转到位的时刻。
[0034] 所述的辅助标志物与被检测的化纤纸管具有相关的直径且同轴设置，该辅助标志 物设置的辅助标志为黑白格子且与被检测的化纤纸管端面圆周被均匀分割份份数相对应。
[0035] 所述的PC机根据触发器的触发信号生成并输出采集控制信号，控制摄像机实时 采集被检测的化纤纸管柱面对应区域的图像信号。
[0036] 在本发明的化纤纸管外观检测过程中图像精确处理方法及系统中，由于采用了上 述的技术方案，在被检测的化纤纸管上设置辅助标志来对被检测的化纤纸管端柱面圆周进 行定位；利用检测摄像机对被检测化纤纸管的柱面图像进行图像信号采集，利用PC机对触 发信号进行训练修复并形成采集控制信号；在图像拼接中，确定相邻两幅图像的边界，并去 除重叠部分，实现相邻两幅图像的准确拼接，最终将不同编码的柱面图像信号进行全景图 拼接。发明既能解决传统的图像存在的几何畸变、精确度不高、图像拼接效不理想等问题； 又较好地解决了对不同区域柱全景图像进行精确拼接这一难题，具有图像处理精度高、计 算量小、抗干扰能力强和易于实现等特点。
【附图说明】
[0037] 图1为本发明在辅助标志物设置的辅助标志示意图。
[0038] 图2为本发明的辅助标志物与被检测的化纤纸管的位置关系示意图。
[0039] 图3为本发明的辅助标志边界示意图。
[0040] 图4为本发明的辅助标志物与被检测的化纤纸管的中心线位置示意图。
[0041] 图5为图4中，中心线在某一个辅助标志上的示意图。
[0042] 图6为图4中，中心线在两个辅助标志之间的情况，以及将中心线进行平移的示意 图。
[0043] 图7为本发明化纤纸管外观检测过程中图像精确处理系统示意框图。
[0044] 图8为本发明触发信号波形示意图。
[0045] 图9为本发明触发信号采集纸管柱面的原理示意图。
[0046] 图10为在本发明中，触发信号的丢失时波形示意图。
[0047] 图11为在本发明中，触发信号的干扰时波形示意图。
[0048] 图12为在本发明中，训练前后的