基于纹理结构异常的织物疵点检测算法研究

用 Ｇａ ｂ ｏ ｒ 滤 波 器 组 来 进 行 疵 点 检 测［ ７ ］ ， Ｃ ｈ ａ ｎ Ｃ 利 用
Ｆ ｏ ｕ ｒ ｉ ｅ ｒ 分析 对 几 类 简 单 织 物 进 行 疵 点 检 测 ］ ， Ｎｇ ａ ｎ Ｈ Ｙ Ｔ等 利用 小 波 变换 对 有 花纹 的织 物 疵 点 进 行 检 测［ ９ ］ ， 该方 法被认 为是 织物 疵点 检测 的有效 、 可靠 的方 法， 因为 它适 合 分 析 局 部 特 征口 。然 而 ， 这 些 方 法 只 能 分析几 种特 定疵 点 ， 且 缺乏 灵活性 ， 计算 较复 杂 。 疵点 检测 方法 由纹理 分 割 和 识别 两 个 过 程 组成 ，
织 物疵 点 的检测可 以分 为基 于统计 的织 物疵点 检 测 方法 、 基 于模 型的织 物疵点 检测 方法 、 基 于时频谱 分 析 的织 物疵 点检 测方法 等 。基于 统计 的织物 疵点检 测
是 利用 纹理 分析技 术 进行 疵点 检 测 的 方法 ， 通 过 对 织 物纹理 的分 析可 以获 取相 应 的纹理 特 征 （ 在提 取 灰 度 纹理特 征 时可 以利 用灰 度 共 生 矩 阵［ ２ ］ 、 子块 的均 值 和
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ —１ １ —２ ７
基金项 目： 国家 自然 科 学 基 金 项 目 （ ６ １ ３ ７ ９ １ １ ３ ） ； 河 南 省 基 础 与 前 沿 技 术 研 究 计 划 项 目（ １ ３ ２ ３ ０ Ｏ ４ １ Ｏ １ ６ ３ ） 作者简介 ： 刘洲 峰（ １ ９ ６ ２ 一） ， 男， 河 南 新 乡人 ， 教授 ， 博 士。
理 由一 些基 本 的纹理 基 元 按 照周 期 性 规则 构 成 ， 纹 理
基元 的周期 性有 利 于 疵 点检 测 。例 如 Ｋｕ ｍａ ｒ Ａ 等 利
称 为搜 索窗 Ｓ ） 内其 他像 素 灰 度 的 相 似性 ， 则 可 以得
到像素 ｉ 的邻域 相 似 性 ， 那 么 纹 理 图像 中 的 高冗 余 性
基 于 纹 理 结 构 异 常 的 织 物疵 点 检 测算 法研 究
刘 洲峰 ， 赵 全 军 ，李春 雷 ， 董 燕 ，闫 磊
（ 中原 工 学院 ，郑 州 ４ ５ ０ ０ ０ ７ ）
摘
要 ： 提 出 了一 种 基 于 织 物 纹 理结 构异 常 的织 物 疵 点 检 测 算 法 。首 先 计 算 代 表 正 常 纹 理 的 主 邻 域 结 ， 故 可 以通 过织 物 纹 理 结 构
方差［ ３ ］ 、 子 块 的互 相 关 函数＿ ４ ］ 和 Ｋ— Ｌ变 换 ［ ５ ］ ） ， 利 用
此 特征 来检 测疵 点 区域 ； 基 于模 型 的织 物 疵点 检 测 方
特 征 的异 常信 息判 断 疵 点 的位 置 。基 于 此 ， 本 文 提 出
比较每个像 素的邻域结构 图与 主邻域结构 图的差异来定义该像素的显著性 ， 进而得到显著 图； 最后采用迭代 最优阈值分
割 方法 对 显 著 图进 行 分 割 得 到 疵 点 区域 。试 验 证 明 ， 该算法操作简单 、 计算 速 度 快 、 鲁棒性强 ， 具 有 较 强 的 自适 应 性 。 关 键 词： 织物 疵 点 ； 疵 点检 测 ； 纹理结构 ； 阚值 分 割
文 献标 志码 ： Ａ Ｄ ＯＩ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ １ —６ ９ ０ ６ ． ２ ０ １ ４ ． ０ ３ ． ０ ０ ６
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｍ６ １ ５
在 纺织 工业 生产 中 ， 疵 点 检测 是 质 量 控 制 的关 键 环节 。据统 计 ， 二等布 匹 的价格 是 一 等布 匹 的 ４ ５ ％～
第２ ５ 卷第 ３ 期
２ ０ １ ４年 ６月
中 原工 学 院 学报
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＺＨＯＮＧＹＵＡＮ Ｕ ＮＩ ＶＥＲＳ Ｉ ＴＹ ０Ｆ ＴＥＣＨＮ０Ｌ ０ＧＹ
Ｖｏ １ ． ２ ５ Ｎｏ ． ３
Ｊ ｕ ｎ ．， ２ ０ １ ４
文章编号 ： １ ６ ７ １ —６ ９ ０ ６ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ３ —０ ０ ２ ２ —０ ４
之 所 以能 检测 出疵 点位置 是 由于织 物 中疵点处 的纹 理
结 构与正 常织 物不 同 。正 常织 物 的纹理结 构是 按一 定 规 律排列 的 ， 像 素之 间表 现 出高 的相 似性 ， 而疵 点会 破
坏 这种规 律性 ， 导致 纹理结 构 的异常 ， 且 疵 点 的 灰 度 与
ｈ ｅ ｎ Ｆ Ｓ等 ［ ６ 利用 高斯 马尔 科 夫 随机 场 模 型来 描 述 织
物纹理 ， 织 物疵点 检测 过 程 则 可 以看 作 是来 自该 模 型 统计 数 据 中 的假设 —— 检验 问题 ； 基 于 时频 谱分 析 的 织物疵 点检 测方 法主要 是针 对具 有均匀 纹理 的织 物 图 像进行 疵点 检测 的 ， 将 织物 图像变 换 到频域 时 ， 织 物纹
６ ５ 。然 而 ， 目前 疵点 检测 主要依 靠人 工检测 ， 这是 一
项繁重 和重 复 的工 作 。 由于 长时 间 工 作 ， 工人 出现 错
误不 可 避 免 ， 而 且 只 能检 测 出 主要 疵 点 的 ６ Ｏ ～
７ ５ ［ １ ］
。
因此 ， 织 物疵点 的 自动检测 是一 个研究 热 点 。
了一种基 于纹 理结 构异 常的织 物疵点 检测 算法 。
法 是将 纹理 建模看 成 一个 随机 过 程 ， 纹 理 图像 则 可 以 看 成在 图像 空间 上 由这 个 随机 过 程 产 生 的样 本 。Ｃ ｏ —
１ 邻域结构 图
为 了充分 利用 具有 大量重 复模式 的纹 理 图像 中的 高冗 余性 ， 本研 究 提取 了织 物 纹 理 的全 局 特 征 。通 常 情 况下 ， 冗 余 性越 高意 味 着 不 同像 素 之 间 的 灰度 越 相 似 。如果 比较给定 像 素 ｉ 与 其 局 部 邻域 （ 该 局 部 邻 域