一种基于动态图像的生丝图像分割设备及构建方法

本发明涉及生丝图像分割领域，特别是涉及一种基于动态图像的生丝图像分割设备及构建方法。

背景技术：

1、生丝的匀度、清洁、洁净是检验生丝品质的重要指标，能客观真实的反映生丝的质量，传统的生丝匀度、清洁、洁净检测方案主要为黑板检测法，但该方法具有检测效率不高、并且容易受到检测人员个人因素干扰的缺点，近年来，随着机器视觉在生丝图像检测方面的发展，不断有国内外学者将机器视觉等现代检测技术应用到生丝的匀度与清洁、洁净疵点等方面的检测研究上，如论文《基于机器视觉的生丝疵点检测算法研究》(中国农机化学报,2015,36(01):86-8)公开了一种通过高斯滤波的方法，对拍摄的生丝照片进行模糊化处理、阈值分割、邻域边界跟踪等处理来获得生丝疵点的方法，论文《机器视觉在织物疵点检测上的应用研究综述》(计算机工程与应用,2020,56(02):11-7)公开了一种利用图像处理算法计算生丝的变异系数cv值来表征生丝匀度的方法。

2、然而，上述生丝图像分割方法中，具有以下缺陷：第一，仅能作用于静态生丝图像，检测效率低，如果作用于动态生丝图像，由于动态图像模糊分割效果较差，模糊丝段的生丝信息难以保留；第二，现有生丝分割方法针对微小疵点等小目标对象的分割精度不够高，面积较小的疵点会被当作背景疵点误除，从而影响清洁、洁净成绩的评定。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明针对上述现有技术存在的对动态图像的生丝模糊丝段的清晰度判断准确率低、生丝边缘疵点的分割精度低的问题，提供了一种基于动态图像的生丝图像分割设备及构建方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用的一个技术方案是：提供一种基于动态图像的生丝图像分割设备及构建方法，包括：生丝动态图像采集模块、图像处理模块；

3、所述生丝动态图像采集模块利用电机拉伸生丝，利用相机采集生丝动态照片，并通过i/o线将数据传输给图像处理模块；

4、所述图像处理模块利用i/o线接收生丝动态图像采集模块数据，用于对生丝图像进行分割处理。

5、所述生丝动态图像采集模块包括电机、工业相机、联轴器、黑箱、绕丝阶梯轴、工业光源、生丝、i/o线、瓷眼限位孔组和丝锭；

6、所述丝锭绕有待拍摄动态图像的生丝；

7、所述电机通过联轴器与绕丝阶梯轴相连；

8、所述工业相机连接i/o线传输数据至图像处理模块；

9、所述生丝缠绕于丝锭，并通过瓷眼限位孔组穿过工业相机镜头区域，最终缠绕于绕丝阶梯轴上；

10、所述黑箱覆盖于整个设备外层，工业光源为箱体提供光源；

11、所述电机用于动态检测生丝图片时提供动力；

12、所述工业相机放置在生丝的左侧和后侧，用于采集生丝左侧和后侧的图像；

13、所述联轴器用于连接电机与绕丝阶梯轴；

14、所述黑箱用于隔绝外部光源干扰；

15、所述绕丝阶梯轴至少包括3个定位轴肩，所述定位轴肩可回收丝锭通过瓷眼限位孔的生丝；

16、所述工业光源为采集图像时提供光源；

17、所述生丝为待拍摄动态图像的生丝；

18、所述i/o线用于数据传输；

19、所述瓷眼定位孔组用于减小绕丝过程中的生丝抖动，同时提供生丝定位作用。

20、所述瓷眼定位孔组包含至少3对瓷眼定位孔，配对的瓷眼定位孔上下对应，非配对的瓷眼定位孔横纵交错固定，使得两侧工业相机可同时拍摄至少3根待测生丝的左侧、后侧的图像；

21、其中，配对指两个瓷眼定位孔安装的位置一上一下，且相对位置相同；非配对指两个瓷眼定位孔相对位置不同，下同。

22、通过上述技术方案，可实现利用黑箱隔离外界光源干扰，利用工业光源提供稳定亮度，利用电机提供动力，带动联轴器与绕丝阶梯轴转动，并拉伸缠绕待测生丝，使得缠绕在丝锭的待测生丝经过工业相机采集图像区域，工业相机持续不断采集待测生丝左侧、后侧的图像，并通过i/o线传输至图像处理模块。

23、所述图像处理模块由pc机与图像处理程序构成，所述图像处理程序为一种融合注意力机制(convolution block attention module)与多尺度生丝特征的分割算法的处理程序，能提高生丝模糊丝段的清晰度与生丝边缘疵点的分割精度；

24、所述pc机为搭载图像处理程序的硬件。

25、通过上述技术方案，可实现图像处理模块接收i/o线传输的待测生丝图像，并通过图像处理程序分割生丝模糊丝段与生丝边缘疵点。

26、本发明的有益效果是：一种基于动态图像的生丝图像分割设备及构建方法，主要包括生丝动态图像采集模块和图像处理模块，生丝动态图像采集模块利用电机带动绕丝阶梯轴缠绕生丝，使得生丝向上顺序滑动，利用工业相机拍摄滑动的生丝左侧、后侧的图像，通过i/o线将拍摄的图像传输给图像处理模块分割生丝模糊丝段与生丝边缘疵点，相较于传统生丝图像分割方法，具有可同时采集多根生丝左后侧图像、可处理动态图像的生丝图像以及对生丝边缘疵点检测精度高的优点，为生丝质量评定提供依据。

技术特征：

1.一种基于动态图像的生丝图像分割设备及构建方法，其特征在于：包括生丝动态图像采集模块(1)和图像处理模块(2)；

2.根据权利要求1所述的一种基于动态图像的生丝图像分割设备及构建方法，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的一种基于动态图像的生丝图像分割设备及构建方法，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的一种基于动态图像的生丝图像分割设备及构建方法，其特征在于：

5.根据权利要求4所述的一种基于动态图像的生丝图像分割设备及构建方法，其特征在于：

6.根据权利要求4所述的一种基于动态图像的生丝图像分割设备及构建方法，其特征在于：

技术总结
本发明公开了一种基于动态图像的生丝图像分割设备及构建方法，该设备包括生丝动态图像采集模块(1)和图像处理模块(2)，生丝动态图像采集模块(1)利用电机拉伸生丝，利用相机采集生丝动态照片，并通过I/O线将数据传输给图像处理模块；图像处理模块(2)利用I/O线接收生丝动态图像采集模块数据，利用一种融合注意力机制与多尺度特征的分割网络模型对生丝图像进行分割处理。本发明提供的一种基于动态图像的生丝图像分割设备及构建方法不仅可同时采集处理多根生丝图像，对比FCN8s、FCN16s等网络，还有生丝图像分割准确率高的特点，能极大提高对生丝清洁、洁净成绩评定的效率。

技术研发人员：胡涛涛,孙卫红
受保护的技术使用者：中国计量大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12