布匹色差在线监测

布匹色差在线监测方法及原理

电子信息学院

自动化01班

闫鑫

40703010115

现阶段，大部分印染加工厂依靠人工对一批布进行局部抽样检测，这样的检测存在较多不足：首先是存在很大的误判，误将局部视作全部；其次是要投入很多的人力；第三会造成资源的浪费而提高成本等。针对这些问题，各个厂家采取了不同的措施。

一.无锡众望四维科技有限公司

纺织及服装面料机器视觉在线检测系统

基于机器视觉在线检测系统技术，能快速高效的检测出布匹的颜色是否合格和存在的瑕疵以及瑕疵的数量。根据纺织服装行业中的污迹、色差、缺失、抽丝、瑕疵、斜纹、破洞、线结等影响产品质量的因素，通过边缘提取、进光量补偿、模板平移对位、特征提取、平滑去噪、差值比较、二值化处理等方法进行图像处理，确定瑕疵经纬方向尺寸、形态进行报警并记录、分析、统计存储入库。

基本原理：

系统先将参考织物或图片的图像输入微机图像处理系统,选择并计算可表示图像特征的参数,以确定疵点或图形的分类指标。如灰度级,疵点或图形的面积,疵点在经纬向尺寸、形态等,是系统获得这些指标的标准。然后将所测试的织物输入,计算其各点灰度值及一些需比较的特征参数与标准比较,确定疵点或图形分类。在分析绉组织的绉效果或羊绒的鳞片结构时,须用纹理分析的方法。纹理分析内容包括:纹理特征的计算(如直方图特征、灰度共生矩阵、傅立叶特征) 微粒区域的分割与纹理边缘的检测。

纺织服装面料检测过程：

图像采集

通过光学系统，由相机采集图像，图像转换成数字格式式并传入计算机存储器。

1、图像处理

处理器运用不同的算法来处理对决策有重要影响的图像要素，如对图像进行颜色辨识、面积、长度测量，图像增强，边缘锐化，降噪等处理。

2、特征提取识别

a.Color检测

b.Blob检测

3、判决和控制

应用程序把返回的结果存入数据库或用户指定位置，并根据结果控制机械部分做相应运动。纺织机器视觉在线检测系统达到的基本指标：

1.在0.5秒内检测出瑕疵存在与否。

2.检测瑕疵大小误差精度可分5级进行控制，精度为0.5mm。

3.进光量和增益可分5级进行调整。

4.至少可存储5个模板。

5.具有瑕疵记录、分类、统计、存储、查询功能。

6.具有摄像机防尘和自清洗功能。

7.具有模板存储、更新、调用，开始检测、停止等功能。

8.检验速度可达100m/min。

9.检验速为100m/min时，精度可达：

a、面积瑕疵：1mm2 ；

b、线瑕疵：0.5mm(宽度) 。

10.通过友好人机界面在图像中标识出瑕疵的位置，并给予声、光报警提示。

机器视觉的特点：

1、自动化、客观、非接触和高精度

2、快速、实时、准确、高效

操作界面：

（1）图像显示区：

实时的显示由相机采集的彩色图像，系统根据当前的图像内容实时的识别布匹信息。（2）信息显示区：

把图像的内容――各种杂质的数量实时的显示到表格里。系统当前状态（如：实时检测，停止检测，触发信号状态）实时的显示在状态显示栏中，以便于操作人员了解系统状态。（3）信息管理区：

管理人员可随时查看流水线的统计信息和配置系统配置信息。（如：数据库的配置，控制模块通讯配置，识别参数的校正）。

视觉系统涉及到光学和图像处理算法，本身就是高度专业化的产品，尤其在整个识别控制系统中，还要与运动控制系统配合完成后续操作。

总之，应用机器视觉系统能够大幅降低检验成本，提高产品质量，加快生产速度和效率。

二.Felles Photonic公司推出布匹色差检测系统

Felles Photonic公司使用光学和光谱技术为纺织工业设计了一套布匹的质量在线监测系统。这套系统直接安装到现有的生产线上即可对布匹进行连续的光谱控制。不仅实时记录布匹的颜色，还能探测各种缺陷。

现有的生产线上的布匹颜色探测设备都非常昂贵，而这套系统不仅使用方便，而且价格非常适中，大大节省企业的成本。

这套系统能够实时监控纺织物/布匹的颜色和缺陷：

*布匹中心和边缘的颜色控制测量（以dE表示）;

*布卷的开始与终端的差别（以dE表示）;

*测量布匹样品和布卷的差别（以dE表示）；

*图形信号不均匀；

这套布匹在线检测系统安装简单，操作方便，占用空间小。使用了最为先进的高精度CCD相机和光谱仪，能够对流水线上的布匹进行连续多点的颜色测量。而监控的结果都实时的反馈给操作人员，同时还能保存下来供以后调用。

这套布匹实时在线检测仪的优势在于：

*对布匹的宽度没有限制;

*快速，在线检测;

* 模块化设计，结构紧凑，价格合理;

*对操作人员的知识要求低，不需要了解太多光学知识就能操作这套系统;*在布匹整理过程中自动检测;

* 布匹颜色和缺陷的公差最小可测量到0.2dE;

*在线显示纺织物表面的颜色变化图;

*颜色变化图保存下来，用于日后使用；

*超过允许的颜色公差0.2dE,系统会自动报警;

*执行滚动颜色分类;

*超快的网线连接用于传输数据;

*数据以xml格式输出;

三．黄石纺织机械厂

数字化色差自动检测机

染色生产过程色差在线自动监测采用计算机视觉技术，实现对染色布的非接触色差检测。通过彩色CCD相机、图象采集、以及计算机的图象处理等技术，提取色布的颜色特征值，将这些特征值与标准的样品的值进行对比，同时对纺织染色生产过程中染色布进行实时检测、显示、记录、管理与控制，以提高提高染色布生产效率和产品质量。本项目最终目标是研制和生产适用于染色布的色差自动检测设备，包括：①直接配套于染色机的色差自动检测装置；②可独立使用的染色布色差检测仪。

项目建设条件及市场前景：项目建设条件：①建立了基于工业PC机的视觉仿真平台和的验布机械装置。②布匹图象处理软件平台（图像的采集、预处理、特征提取、识别、分类）。

③染色布色差视觉检测实验平台。④色差检测算法研究。⑤基于FPGA的图象采集处理卡研制。⑥基于DSP的图象采集处理卡研制。色差检测设备对于控制织物的产品质量，提高生产厂家经济效益，减少污染，并减轻操作工人的工作负担具有重要的意义，从而实现了社会价值、提高了环境效益。并且，随着该类设备的成本色差检测成本的降低，该类设备将会得到广泛的应用。

四.玛诺展出的CIS-10A型颜色检测系统

CIS-10A型颜色检测系统依据C1E 1ab系统为标准，采用不间断光束侦测，侦测面积大，稳定性高，不易受布面异常疵点影响；侦测电眼位于几乎密闭机组中，侦测效果不受外界影响；侦测电眼移动速率可依织物速度适当调整；运转中侦测电眼定时自动校正；侦测所

资料永久保存，可视需要随时调出；提供多种常用色差公式及光源设定，可视需要选择；采用15"触控荧屏，搭配完善人机界面操作软件，使用简易。

CIS-10A型颜色检测系统用于前处理完成后、染色以后和成品完成出货前等生产过程，可安装为独立机台，需要对生产中制品和成品进行检测。CIS-10A型颜色检测系统能很快提供有多少米布色差允许范围，多少米布色差过大，色差大这批布什麽方，迅速为管理人员提供对这批布处理依据。同时，还会提供需要回修色布染料配方上造成色差原因，为修改配方提供参考。

随着国际贸易扩大和远程色样确认技术使用，可以用该系统检测出颜色数值、ΔE 和LAB值来确认工艺质量，缩短了从接样到认样时间。

五.宁波捷通

色差评定:可提供环保纺织品测试。测试项目：

1.卷与卷及批与批的色差不得低于AA TCC灰度表中的四级。

2.在布匹检验过程中从每卷中取6寸-10寸宽的色差布板，检验员将使用这些布皮来比较同卷内的色差或不同卷之间的色差。

3.同卷内边对边，边至中或布头对布尾的色差不得低于AA TCC灰度表中的四级。对于受检的卷，出现这类色差疵点的每码布将被评为四分。

4.如果接受检验的布料与事先提供的被认可样品不符，其色差必须低于灰度表中的4-5级，否则此批货物将被定为不合格。

在印染行业中，连续轧染色差的概念范围很广，有对样色差，批间色差、底面色差、左中右色差、批内色差等。这是印染工作者长期遇到的复杂而又难以解决的质量问题。随着我国纺织品出口扩大，参与国际性竞争愈趋激烈，品质的要求也愈趋严格。目前出口染色产品中，左中右色差和批内色差的标准要求在4•5级以上，远远高于我国国家标准。同时色差的评定，也由传统的目光评级转向电脑的测色和鉴定。即由传统的匠人技艺上升为科学技术，颜色的传递开始由实物色扳向数字化过渡到电脑的对色为CMC、DE值控制在0•6以内，批