一种人造革瑕疵自动化检测方法及系统与流程

本发明涉及机器视觉检测，具体涉及一种人造革瑕疵自动化检测方法及系统。

背景技术：

1、人造革是一种外观、手感似皮革并可代替其使用的塑料制品。它通过人工合成方法制造，通常以织物为底基，涂覆合成树脂等制成。人造革价格相对较低，耐用易加工，具有一定的防水性，广泛应用于服装、鞋类、家具、箱包等领域，不过其透气性一般不如天然皮革。

2、申请号为202310116293.9的发明专利中公开了一种合成革瑕疵自动化检测方法，其特征在于，所述方法包括：s1.获取待检测合成革的产品识别号；s2.根据所述产品识别号输入检测配方；s3.控制采集所述待检测合成革的满足瑕疵检测需求的合成革图像；s4.将所述合成革图像输入瑕疵缺陷检测模型，对所述合成革进行瑕疵类型检测和瑕疵定位。所述检测配方包括合成革的检测标准参数和图像采集的光源控制参数。预先通过彩色相机在标准光强光源的光照条件下获取某种合成革类型产品的表面图像；通过对所述表面图像进行灰度直方图计算，获得标准光照条件下的图像灰度特性，反算光源控制参数，所述光源控制参数包括光强值参数和光源颜色参数：记录所述合成革产品类型对应的光源控制参数。

3、该申请在于解决：“现有的检测方式存在着检测效率低、误检/漏检率高、标准难以统一、自动化程度差和成本高等一系列问题”的问题。

4、然而，目前的人造革检测技术，已在检测效率上有较大提升，但相较于精度而言，仍存在一定的优化提升空间。

5、为此，我们提出了一种人造革瑕疵自动化检测方法及系统。

技术实现思路

1、针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种人造革瑕疵自动化检测方法及系统，解决了上述背景技术中提出的技术问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

3、第一方面，一种人造革瑕疵自动化检测系统，包括：采集层、分析层及判定层；

4、人造革于采集层中完成固定，进入待检测状态，待检测状态下人造革的外观参数通过采集层采集，同步对人造革外观参数进行预处理，分析层进一步接收完成预处理的人造革外观参数，基于人造革外观参数分析人造革表面瑕疵位置及瑕疵位置瑕疵程度，判定层同步接收分析层中分析到的人造革表面瑕疵位置及瑕疵位置瑕疵程度，基于人造革表面瑕疵位置及瑕疵位置瑕疵程度判定人造革是否合格；

5、所述分析层包括分割模块、转换模块及分析模块，分割模块用于接收人造革外观参数，对人造革外观参数中人造革表面图像数据进行分割处理，转换模块用于接收分割模块中分割得到的子人造革表面图像数据，将子人造革表面图像数据转换为轮廓图像，分析模块用于获取分割模块中接收的人造革外观参数及子人造革表面图像数据转换的轮廓图像，结合二者分析人造革表面瑕疵位置及瑕疵位置瑕疵程度；

6、所述人造革表面瑕疵位置瑕疵程度分析逻辑表示为：

7、；

8、式中：为基于同一分割位置的两组外面子人造革图像数据与两组内面子人造革图像数据展现的瑕疵程度；为两组内面子人造革图像数据的相似度；为两组外面子人造革图像数据对应轮廓图像的相似度；、为权重；

9、其中，权重、之和为1，且＜，基于上式，对人造革表面图像数据中各分割位置的瑕疵程度进行计算，分析模块中人造革表面瑕疵位置的分析结果即，基于瑕疵程度计算结果降序排列的人造革表面图像数据中各分割位置；

10、所述的计算公式为：

11、；

12、式中：、为距离、方向；为图像长、宽；为灰度级；为两组内面子人造革图像数据在距离为d方向为下的灰度共生矩阵和对应元素的差值绝对值；为修正值；

13、其中，距离为内面子人造革图像数据中心基于方向限定的到图像数据边界的直线距离，方向取 0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°。

14、更进一步地，所述采集层包括检测工装、相机模块及预处理模块，检测工装用于抓取人造革，对人造革进行固定，同时采集人造革结构参数，相机模块用于采集固定状态下的人造革表面图像数据，预处理模块用于接收检测工装运行采集到的人造革结构参数，及相机模块运行采集的人造革表面图像数据，对人造革表面图像数据进行降噪处理；

15、其中，人造革结构参数与人造革表面图像数据的集合，记作人造革外观参数，相机模块由两组高清摄像机集成，分别采集人造革的内外面图像数据，且高清摄像机在采集人造革内外面图像数据时，高清摄像机镜头端的图像采集方向垂直于人造革表面，且人造革表面图像数据的边界落于人造革表面。

16、更进一步地，所述检测工装包括支撑件和承托板，所述支撑件的一侧通过电动滑轨对称安装有抓取臂，两组所述抓取臂的底面等距安装有电动吸盘，两组所述抓取臂的表面均通过电动转轴安装有抓取板，两组所述抓取臂的底面等距安装有厚度传感器，所述承托板位于两组抓取臂的正下方，所述承托板的顶面放置有人造革；

17、其中，两组所述抓取板运动状态下与人造革接触的一面均匀安装有电动滚轮，每组抓取板上各组安装的电动滚轮转动方向一致，两组抓取板上各自安装的电动滚轮转动方向相背。

18、更进一步地，所述预处理模块中对于人造革表面图像数据的降噪处理逻辑表示为：

19、；

20、式中：为降噪后的像素值；为加权中值；为原图像中（x，y）位置的像素值；为自适应阈值；为排序后序列中满足条件的索引；为排序后序列中第k个像素的权重；为窗口内像素总数；

21、其中，find表示查询，基于上式中式（1）对原图像中每一像素进行处理，以输出降噪后的图像，自适应阈值由系统端用户自定义，或服从：：

22、式中：为常数；为正整数；为局部窗口内像素的总数；2n+1为局部窗口边上像素的数量；为原图像中坐标（i，j）位置的像素值；为加权中值对应窗口内像素值的平均值；

23、其中，常数＞0，原图像降噪处理阶段，在图像中选择一个窗口作为降噪处理目标区域，窗口大小即；

24、所述检测工装通过电动吸盘抓取人造革阶段，相机模块采集一次人造革内外面图像数据，所述检测工装通过抓取板及电动滚轮抓取人造革阶段，相机模块再次采集人造革内外面图像数据。

25、更进一步地，在图像中选择窗口后，进一步对窗口中各像素进行加权计算，进一步对各像素的加权计算结果进行升序排列；

26、所述像素的加权计算逻辑为：

27、；

28、式中：为像素（i，j）的加权计算结果；为像素（i，j）的像素值；为权重函数；

29、其中，，为控制权重衰减速度的参数，＞0，且服从像素（i，j）距离窗口中心越近越小，反之，则越大的设定逻辑。

30、更进一步地，所述人造革表面图像数据即四组人造革内外面图像数据，所述人造革内外面图像数据即人造革的外面及内面，对人造革表面图像数据进行分割处理时，各组人造革表面图像数据的分割数量均为q×q，各组人造革表面图像数据分割所得的子人造革表面图像数据的长宽比相同；

31、所述人造革表面图像数据的分割数量服从，人造革瑕疵检测精度要求越高，分割数量越多，反之，分割数量越少；

32、所述轮廓图像转换目标均为表示外面的子人造革表面图像数据；

33、所述的计算公式为：

34、；

35、式中：为两组外面子人造革图像数据对应轮廓图像中封闭轮廓的总量；、为两组外面子人造革图像数据对应轮廓图像中第v组封闭轮廓的周长；、为两组外面子人造革图像数据对应轮廓图像中第v组封闭轮廓的面积；、为两组外面子人造革图像数据对应轮廓图像中第v组封闭轮廓的内环平均曲率；为协调因子；

36、其中，协调因子取值为1或-1，协调因子使其所在分式的值始终小于等于1；

37、修正值的取值为，为厚度测量结果的总量；为第p组厚度测量结果的值；为取括号内最大值，表示对的求均值，表示对的求均值。

38、更进一步地，所述判定层包括接收模块、判定模块及输出模块，接收模块用于接收分析层中各分割位置的瑕疵程度计算结果，判定模块用于设定判定逻辑，获取接收模块接收的各分割位置瑕疵程度计算结果，基于判定逻辑及计算结果判定人造革是否合格，输出模块用于接收判定模块中人造革是否合格的判定结果，在判定结果为是时，对判定结果进行输出，在判定结果为否时，对判定结果及人造革上瑕疵位置进行输出；

39、其中，判定模块中设定的判定逻辑表示为：

40、；

41、式中：为人造革整体瑕疵程度判定值；为分割位置总量；为第h个分割位置对应两组外面子人造革图像数据与两组内面子人造革图像数据展现的瑕疵程度；为参考值；为不合格判定值；

42、其中，参考值及不合格判定值由系统端用户自定义，，表示判定函数，成立，则=1，反之，=0，式（2）成立时，表示人造革合格，反之，表示人造革不合格。

43、更进一步地，所述判定模块中判定逻辑应用阶段，同步获取降序排列的人造革表面图像数据中各分割位置，基于降序排列的人造革表面图像数据中各分割位置，依序使用判定函数进行计算，在任意一次判定函数判定结果为1时，降序排列的人造革表面图像数据中各分割位置中剩余未执行计算的分割位置对应判定函数值均取1；

44、人造革上瑕疵位置即：不成立时应用的瑕疵程度对应分割位置所在的人造革上对应区域。

45、更进一步地，所述分割模块通过无线网络交互连接有预处理模块，所述预处理模块通过无线网络交互连接有相机模块及检测工装，分割模块通过无线网络交互连接有转换模块及分析模块，所述分析模块通过无线网络交互连接有接收模块，所述接收模块通过无线网络交互连接有判定模块及输出模块。

46、第二方面，一种人造革瑕疵自动化检测方法，包括：

47、应用检测工装抓取人造革，在检测工装抓取人造革过程中，于首次抓取阶段及绷紧抓取阶段采集人造革表面图像数据；

48、获取采集的人造革表面图像数据，对人造革表面图像数据进行降噪处理；

49、对完成降噪处理的人造革表面图像数据进行分割，以获取子人造革表面图像数据，对内面及外面的子人造革表面图像数据转换为轮廓图像；

50、根据子人造革表面图像数据分析人造革表面瑕疵位置及瑕疵位置瑕疵程度；

51、设定人造革合格判定逻辑，获取人造革表面瑕疵位置及瑕疵位置瑕疵程度，基于人造革表面瑕疵位置及瑕疵位置瑕疵程度集合人造革合格判定逻辑判定人造革是否合格；

52、在判定结果为是时结束，在判定结果为否时，对人造革表面瑕疵位置进行输出。

53、采用本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：

54、本发明提供一种人造革瑕疵自动化检测方法及系统，该系统在运行过程中，通过指定检测工装固定，在固定状态下采集人造革外观参数，人造革外观参数中包含人造革厚度参数及人造革表面图像数据，基于二者综合分析对人造革全局进行质量检测，实现人造革的质量合格判定；

55、在采集人造革外观参数阶段，设定了指定的采集逻辑，并对人造革外观参数中人造革表面图像数据进行特定的降噪处理，提升数据精度，同时基于图像分割，有效对人造革合格判定精度进行控制，并在对人造革进行合格判定的过程中，还能够对人造革表面瑕疵位置进行定位，从而实现人造革瑕疵高精度检测，提升出厂人造革品质；

56、此外，基于上述方法的执行，为上述系统提供了更进一步的运行逻辑支持，确保由该系统及方法组成的技术方案，更加稳定、有效的完成人造革瑕疵检测工作。