基于Gabor滤波器和HOG特征的织物疵点检测
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
（ＭｉｎｉｓｔｅｒｉａｌＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＩｍａｇｅＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ＆ＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＣｏｎｔｒｏｌ， ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，Ｈｕａｚｈｏｎｇ ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ ４３００７４，Ｃｈｉｎａ） 犃犫狊狋狉犪犮狋：Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｆａｂｒｉｃｄｅｆｅｃｔ，ａｆａｂｒｉｃｄｅｆｅｃｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎＧａｂｏｒｆｉｌｔｅｒａｎｄ Ｈｉｓｔｏ ｇｒａｍｏｆＯｒｉｅｎｔｅｄＧｒａｄｉｅｎｔ （ＨＯＧ）ｆｅａｔｕｒｅｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ａｂａｎｋｏｆＧａｂｏｒｆｉｌｔｅｒｓｗｉｔｈｔｈｒｅｅｓｃａｌｅｓａｎｄｆｏｕｒｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓａｒｅｕｓｅｄ ｔｏｐｒｏｃｅｓｓｔｈｅｆａｂｒｉｃｉｍａｇｅ，ｔｈｒｏｕｇｈｉｍａｇｅｆｕｓｉｏｎ，ｔｈｅｃｏｎｔｒａｓｔｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｄｅｆｅｃｔｚｏｎｅａｎｄｔｈｅｂａｃｋｇｒｏｕｎｄｔｅｘｔｕｒｅｉｎｔｈｅｆａｂｒｉｃｉｍａｇｅ ｉｓｅｎｈａｎｃｅｄ；Ｔｈｅｎ，ｔｈｅｂｉｌａｔｅｒａｌｆｉｌｔｅｒｉｓｕｓｅｄｔｏｗｅａｋｅｎｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｈｅｂａｃｋｇｒｏｕｎｄｔｅｘｔｕｒｅａｎｄｎｏｉｓｅｏｆｔｈｅｆａｂｒｉｃｉｍａｇｅ；Ａｎｄ Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｆｉｌｔｅｒｅｄｉｍａｇｅｉｓｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏｓｍａｌｌｉｍａｇｅｂｌｏｃｋｓｗｉｔｈｔｈｅｓａｍｅｓｉｚｅ，ａｆｔｅｒｅｘｔｒａｃｔｉｎｇｔｈｅＨＯＧｆｅａｔｕｒｅｏｆｅａｃｈｓｕｂ－ｉｍａｇｅ ｂｌｏｃｋ，ｔｈｒｅｓｈｏｌｄｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎｉｓｅｘｅｃｕｔｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｏｆｔｈｅＨＯＧｆｅａｔｕｒｅｂｅｔｗｅｅｎｄｅｆｅｃｔａｒｅａａｎｄｂａｃｋｇｒｏｕｎｄｔｅｘｔｕｒｅｔｏ ｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｆａｂｒｉｃｄｅｆｅｃｔ．Ｆｉｖｅｎｏｒｍａｌｆａｂｒｉｃｄｅｆｅｃｔｓａｒｅｔｅｓｔｅｄ，ａｎｄａｃｏｎｔｒａｓｔｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌＧａｂｏｒａｌｇｏ ｒｉｔｈｍｉｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅａｌｇｏｒｉｔｈｍｃａｎｂｅｔｔｅｒｓｕｐｐｒｅｓｓｔｈｅｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｏｆｔｈｅｂａｃｋｇｒｏｕｎｄｔｅｘｔｕｒｅａｎｄ ｄｅｔｅｃｔｆａｂｒｉｃｄｅｆｅｃｔｓｍｏｒｅａｃｃｕｒａｔｅｌｙ． 犓犲狔狑狅狉犱狊：ｆａｂｒｉｃｄｅｆｅｃｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎ；Ｇａｂｏｒｆｉｌｔｅｒ；ｂｉｌａｔｅｒａｌｆｉｌｔｅｒ；ｈｉｓｔｏｇｒａｍｏｆｏｒｉｅｎｔｅｄｇｒａｄｉｅｎｔ
关 键 词 ：织 物 疵 点 检 测 ；Ｇａｂｏｒ滤 波 器 ；双 边 滤 波 ；方 向 梯 度 直 方 图
犉犪犫狉犻犮犇犲犳犲犮狋犇犲狋犲犮狋犻狅狀犅犪狊犲犱狅狀犌犪犫狅狉犉犻犾狋犲狉犪狀犱犎犗犌犉犲犪狋狌狉犲
ＴａｎｇＸｉａｏｑｉｎｇ，ＨｕａｎｇＫａｉｘｉｎｇ，ＱｉｎＹｕａｎｑｉｎｇ，ＺｈｏｕＣｈｕｎｊｉｅ
０ 引 言
在纺织 工 业 中， 织 物 的 疵 点 会 人 工 进 行 检 测， 不 仅 效 率 低 下，而且漏检率高，研究发现人工疵点检测的准确率大概 只有６０％～７５％，不能满足现在企业对产品质量的要求 。 ［１］
目前基于机器视觉和图像处理的疵点检测技术已经成为 国内外研究学者的热门研究方向，各种图像处理算法被研究 用于疵点检测当中，如基于统计的、基于模型的、基于频谱 的方法等，并产生了许多有益的成果［２３］。其中 Ｇａｂｏｒ滤波器 作为一种重要的时频分析方法，由于在空间域和频率域都具 备良好的局部性，并且和人眼的视觉通道很相似，因此被广 泛的应用于疵点检测中［４］。利 用 Ｇａｂｏｒ滤 波 器 对 织 物 分 析 的 方法主要有两类：一类是 通过使 用 多 尺 度、多 方 向 的 Ｇａｂｏｒ 滤波器组对织物疵点图像进行滤波 ； ［５］ 另一类是通 过 最 优 化 的方法调整 Ｇａｂｏｒ滤波器参数来构造最优滤波器对织物图像 进 行 检 测 ， 这 类 方 法 需 要 事 先 对 大 量 样 本 进 行 学 习［６］。Ｇａｂｏｒ 滤波器对织物图像滤波可以减少疵点图像对比度低和光照不
测试与故障诊断
计 算 机 测 量 与 控 制 ．２０１８．２６（９） 犆狅犿狆狌狋犲狉 犕犲犪狊狌狉犲犿犲狀狋 牔 犆狅狀狋狉狅犾
· ３９ ·
文章编号：１６７１ ４５９８（２０１８）０９ ００３９ ０４ ＤＯＩ：１０．１６５２６／ｊ．ｃｎｋｉ．１１－４７６２／ｔｐ．２０１８．０９．００９ 中图分类号：ＴＰ３９１．４１；ＴＳ１０１．９７ 文献标识码：Ａ
基于 犌犪犫狅狉滤波器和 犎犗犌 特征的织物疵点检测
汤晓庆，黄开兴，秦元庆，周纯杰
（华中科技大学 自动化学院，图像处理与智能控制教育部重点实验室，武汉 ４３００７４）
摘要 ：针 对 织 物 疵 点 检 测 问 题 ，提 出 了 一 种 基 于 Ｇａｂｏｒ滤 波 器 和 方 向 梯 度 直 方 图 （ＨＯＧ） 特 征 的 织 物 疵 点 检 测 算 法 ； 首 先 使用３个 尺 度 、４个 方 向 的 Ｇａｂｏｒ滤 波 器 组 对 织 物 图 像 进 行 滤 波 ，并 做 融 合 处 理 ，增 强 织 物 图 像 疵 点 区 域 和 背 景 纹 理 之 间 的 对 比 度 ；然 后 使 用 双 边 滤 波 减 弱 图 像 背 景 纹 理 和 噪 声 的 影 响 ；最 后 将 图 像 划 分 成 均 匀 子 块 ， 提 取 每 个 子 图 像 块 的 ＨＯＧ 特 征 ， 利 用 图 像 疵 点 区 域 和 背 景 纹 理 的 ＨＯＧ 特 征 差 异 进 行 阈 值 分 割 实 现 织 物 疵 点 的 检 测 ；实 验 选 取 ５ 种 常 见 织 物 疵 点 进 行 验 证 ， 并 与 传 统 的 Ｇａｂｏｒ滤 波 算 法 进 行 了 实 验 对 比 ，结 果 表 明 该 算 法 可 以 较 好 的 抑 制 织 物 背 景 纹 理 的 干 扰 ，更 加 准 确 的 检 测 出 织 物 疵 点 。
关 键 词 ：织 物 疵 点 检 测 ；Ｇａｂｏｒ滤 波 器 ；双 边 滤 波 ；方 向 梯 度 直 方 图
犉犪犫狉犻犮犇犲犳犲犮狋犇犲狋犲犮狋犻狅狀犅犪狊犲犱狅狀犌犪犫狅狉犉犻犾狋犲狉犪狀犱犎犗犌犉犲犪狋狌狉犲
ＴａｎｇＸｉａｏｑｉｎｇ，ＨｕａｎｇＫａｉｘｉｎｇ，ＱｉｎＹｕａｎｑｉｎｇ，ＺｈｏｕＣｈｕｎｊｉｅ
０ 引 言
在纺织 工 业 中， 织 物 的 疵 点 会 人 工 进 行 检 测， 不 仅 效 率 低 下，而且漏检率高，研究发现人工疵点检测的准确率大概 只有６０％～７５％，不能满足现在企业对产品质量的要求 。 ［１］
目前基于机器视觉和图像处理的疵点检测技术已经成为 国内外研究学者的热门研究方向，各种图像处理算法被研究 用于疵点检测当中，如基于统计的、基于模型的、基于频谱 的方法等，并产生了许多有益的成果［２３］。其中 Ｇａｂｏｒ滤波器 作为一种重要的时频分析方法，由于在空间域和频率域都具 备良好的局部性，并且和人眼的视觉通道很相似，因此被广 泛的应用于疵点检测中［４］。利 用 Ｇａｂｏｒ滤 波 器 对 织 物 分 析 的 方法主要有两类：一类是 通过使 用 多 尺 度、多 方 向 的 Ｇａｂｏｒ 滤波器组对织物疵点图像进行滤波 ； ［５］ 另一类是通 过 最 优 化 的方法调整 Ｇａｂｏｒ滤波器参数来构造最优滤波器对织物图像 进 行 检 测 ， 这 类 方 法 需 要 事 先 对 大 量 样 本 进 行 学 习［６］。Ｇａｂｏｒ 滤波器对织物图像滤波可以减少疵点图像对比度低和光照不
测试与故障诊断
计 算 机 测 量 与 控 制 ．２０１８．２６（９） 犆狅犿狆狌狋犲狉 犕犲犪狊狌狉犲犿犲狀狋 牔 犆狅狀狋狉狅犾
· ３９ ·
文章编号：１６７１ ４５９８（２０１８）０９ ００３９ ０４ ＤＯＩ：１０．１６５２６／ｊ．ｃｎｋｉ．１１－４７６２／ｔｐ．２０１８．０９．００９ 中图分类号：ＴＰ３９１．４１；ＴＳ１０１．９７ 文献标识码：Ａ
基于 犌犪犫狅狉滤波器和 犎犗犌 特征的织物疵点检测
汤晓庆，黄开兴，秦元庆，周纯杰
（华中科技大学 自动化学院，图像处理与智能控制教育部重点实验室，武汉 ４３００７４）
摘要 ：针 对 织 物 疵 点 检 测 问 题 ，提 出 了 一 种 基 于 Ｇａｂｏｒ滤 波 器 和 方 向 梯 度 直 方 图 （ＨＯＧ） 特 征 的 织 物 疵 点 检 测 算 法 ； 首 先 使用３个 尺 度 、４个 方 向 的 Ｇａｂｏｒ滤 波 器 组 对 织 物 图 像 进 行 滤 波 ，并 做 融 合 处 理 ，增 强 织 物 图 像 疵 点 区 域 和 背 景 纹 理 之 间 的 对 比 度 ；然 后 使 用 双 边 滤 波 减 弱 图 像 背 景 纹 理 和 噪 声 的 影 响 ；最 后 将 图 像 划 分 成 均 匀 子 块 ， 提 取 每 个 子 图 像 块 的 ＨＯＧ 特 征 ， 利 用 图 像 疵 点 区 域 和 背 景 纹 理 的 ＨＯＧ 特 征 差 异 进 行 阈 值 分 割 实 现 织 物 疵 点 的 检 测 ；实 验 选 取 ５ 种 常 见 织 物 疵 点 进 行 验 证 ， 并 与 传 统 的 Ｇａｂｏｒ滤 波 算 法 进 行 了 实 验 对 比 ，结 果 表 明 该 算 法 可 以 较 好 的 抑 制 织 物 背 景 纹 理 的 干 扰 ，更 加 准 确 的 检 测 出 织 物 疵 点 。