本發(fā)明屬于紡織品檢測(cè)，涉及到一種基于機(jī)器視覺(jué)的紡織品色牢度檢測(cè)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)市面上常用的染料大都是有色的有機(jī)化合物，能溶于水或其他介質(zhì)制成染液或分散液，并能直接或經(jīng)媒染劑間接作用使織物著色。紡織品色牢度是紡織品常規(guī)檢測(cè)項(xiàng)目，色牢度是指染色紡織品在使用或加工過(guò)程中，經(jīng)受外部因素(反復(fù)摩擦、水洗、日曬、雨淋、唾液、水漬、汗?jié)n等)作用下的褪色程度，是織物性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。

2、紡織品的染色牢度直接影響消費(fèi)者穿著使用，色牢度差的紡織品不僅穿著體驗(yàn)感差，在穿著過(guò)程中，雨水、日曬、汗水、唾液會(huì)導(dǎo)致染料脫落褪色，而且其中染料分子和重金屬離子等有可能通過(guò)皮膚被人體吸收，而且對(duì)人體會(huì)產(chǎn)生一定危害特別是對(duì)于嬰幼兒而言，危害更大。雖然紡織品色牢度檢測(cè)項(xiàng)目簡(jiǎn)單，但重要性不言而喻。

3、目前，色牢度等級(jí)評(píng)價(jià)方法主要可分為目光評(píng)級(jí)和儀器評(píng)級(jí)兩類(lèi)。其中，紡織品色牢度檢測(cè)項(xiàng)目種類(lèi)繁多、檢測(cè)量大，給紡織品質(zhì)檢人員帶來(lái)繁重的工作量，目光評(píng)級(jí)為主觀評(píng)價(jià)，由檢測(cè)人員將檢測(cè)后的原樣和試后樣與灰色樣卡進(jìn)行比對(duì)，通過(guò)目測(cè)評(píng)價(jià)色牢度等級(jí)。目光評(píng)級(jí)結(jié)果易受檢測(cè)人員心理狀態(tài)、生理狀態(tài)、疲勞程度和工作經(jīng)驗(yàn)等因素的影響。儀器評(píng)級(jí)為客觀評(píng)價(jià)，根據(jù)測(cè)色原理，目前市面上的測(cè)色儀器可分為光電積分式的測(cè)色儀器、分光測(cè)色儀器和數(shù)字測(cè)色儀器(系統(tǒng))等?；诓煌瑴y(cè)色原理儀器獲得紡織品的色度值，并利用色差公式計(jì)算色差，然后通過(guò)一定的公式將色差轉(zhuǎn)化為色牢度等級(jí)。儀器評(píng)級(jí)結(jié)果較為科學(xué)穩(wěn)定，但也存在一些缺陷，比如:光電積分式的測(cè)色儀器精度不高；分光測(cè)色儀器只能對(duì)織物的較小面積進(jìn)行取樣，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)織物全局的評(píng)價(jià)，其結(jié)果需結(jié)合目光評(píng)級(jí)結(jié)果進(jìn)行綜合評(píng)級(jí)；數(shù)字測(cè)色儀器可記錄和復(fù)現(xiàn)的色彩范圍有限，而且無(wú)法避免同色異譜的情況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于以上現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種基于機(jī)器視覺(jué)的紡織品色牢度檢測(cè)方法及系統(tǒng)，用于解決據(jù)上述技術(shù)問(wèn)題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的及其他目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

3、本發(fā)明一方面提供了一種基于機(jī)器視覺(jué)的紡織品色牢度檢測(cè)方法，該方法包括如下步驟：

4、(1)獲取待測(cè)紡織品樣本的織物信息，進(jìn)而對(duì)待測(cè)紡織品樣本進(jìn)行高光譜圖像測(cè)試條件調(diào)整，其中，待測(cè)紡織品樣本的織物信息包括織物顏色、織物厚度、織物密度和織物紋理；

5、(2)在完成高光譜圖像測(cè)試條件調(diào)整后，使用高光譜成像系統(tǒng)對(duì)待測(cè)紡織品樣本進(jìn)行高光譜圖像采集；

6、(3)對(duì)采集到的待測(cè)紡織品樣本的光譜圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析，得到待測(cè)紡織品原樣和經(jīng)色牢度檢測(cè)后的待測(cè)紡織品樣本的光譜相似性；

7、(4)獲取光譜相似性-色牢等級(jí)方程，并基于光譜相似性-色牢等級(jí)方程得到待測(cè)紡織品樣本的色牢度等級(jí)。

8、示例性的，對(duì)待測(cè)紡織品樣本進(jìn)行高光譜圖像測(cè)試條件調(diào)整，具體調(diào)整過(guò)程為：

9、待測(cè)紡織品樣本的高光譜圖像測(cè)試條件具體為電控移動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)速度、置物板顏色和織物折疊層數(shù)；

10、獲取待測(cè)紡織品樣本的織物顏色，將其與標(biāo)準(zhǔn)色卡進(jìn)行比對(duì)，得出待測(cè)紡織品樣本的顏色深淺級(jí)別，其中，顏色深淺級(jí)別分為淺色織物、中等顏色織物和深色織物，進(jìn)而將待測(cè)紡織品樣本的顏色深淺級(jí)別與織物數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的各顏色深淺級(jí)別對(duì)應(yīng)的顏色調(diào)整函數(shù)進(jìn)行比對(duì)，得到待測(cè)紡織品樣本的的顏色調(diào)整函數(shù)k(c)；

11、計(jì)算得到待測(cè)紡織品樣本對(duì)應(yīng)高光譜圖像測(cè)試的電控移動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)速度v0為基準(zhǔn)移動(dòng)默認(rèn)速度，α′為待測(cè)紡織品樣本的織物密度，α1、α2分別為預(yù)定義的織物密度和紋理對(duì)速度影響的調(diào)整系數(shù)，α″為待測(cè)紡織品樣本的織物紋理系數(shù)；

12、對(duì)待測(cè)紡織品樣本的織物顏色進(jìn)行取樣，得到待測(cè)紡織品樣本的rgb值，利用計(jì)算公式ξ＝[(255-r)，(255-g)，(255-b)]，計(jì)算得出待測(cè)紡織品樣本對(duì)應(yīng)織物顏色的補(bǔ)色rgb值ξ，將ξ與織物數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的各顏色對(duì)應(yīng)的rgb值進(jìn)行比對(duì)，由此得到待測(cè)紡織品樣本對(duì)應(yīng)織物顏色的補(bǔ)色顏色，并將其作為待測(cè)紡織品樣本對(duì)應(yīng)高光譜圖像測(cè)試的置物板顏色；

13、分析得出待測(cè)紡織品樣本對(duì)應(yīng)高光譜圖像測(cè)試的織物折疊層數(shù)β1為待測(cè)紡織品樣本的織物厚度，βopt為預(yù)定義測(cè)試所需總厚度。

14、示例性的，所述待測(cè)紡織品樣本的織物紋理系數(shù)具體計(jì)算公式如下：

15、獲取待測(cè)紡織品樣本的織物紋理圖像；

16、創(chuàng)建初始glcm矩陣，并將所有元素初始化為0，將待測(cè)紡織品樣本的織物紋理圖像進(jìn)行灰度化處理，得到待測(cè)紡織品樣本對(duì)應(yīng)織物紋理圖像的灰度級(jí)，并對(duì)待測(cè)紡織品樣本對(duì)應(yīng)織物紋理圖像中各像素在初始glcm矩陣與之具有指定空間關(guān)系的像素，并將初始glcm矩陣進(jìn)行歸一化處理，最終得到待測(cè)紡織品樣本對(duì)應(yīng)織物紋理圖像中具有指定空間關(guān)系的像素對(duì)中像素值為i和j的出現(xiàn)頻率ρ(i,j)；

17、計(jì)算得出待測(cè)紡織品樣本對(duì)應(yīng)織物紋理圖像中灰度分布的對(duì)比度n為待測(cè)紡織品樣本對(duì)應(yīng)織物紋理圖像的灰度級(jí)；

18、計(jì)算得出待測(cè)紡織品樣本對(duì)應(yīng)織物紋理圖像中灰度分布的均勻性

19、計(jì)算得出待測(cè)紡織品樣本對(duì)應(yīng)織物紋理圖像中灰度分布的同質(zhì)性

20、計(jì)算得出待測(cè)紡織品樣本對(duì)應(yīng)織物紋理圖像中灰度分布的熵值

21、由此綜合計(jì)算得到待測(cè)紡織品樣本的織物紋理系數(shù)α″＝ω1×a1+ω2×a2+ω3×a3+ω4×a4，其中，ω1、ω2、ω3、ω4分別表示預(yù)定義的對(duì)比度、均勻性、同質(zhì)性和熵值的權(quán)重因子。

22、示例性的，對(duì)采集到的待測(cè)紡織品樣本的光譜圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析，具體處理過(guò)程為：

23、獲取待測(cè)紡織品樣本的光譜圖像，得到待測(cè)紡織品樣本對(duì)應(yīng)光譜圖像中各波段內(nèi)各像素的光譜反射率、吸收率和輻射強(qiáng)度；

24、通過(guò)計(jì)算得出待測(cè)紡織品樣本對(duì)應(yīng)光譜圖像中各波段的方差比，從而篩選出待測(cè)紡織品樣本對(duì)應(yīng)光譜圖像中最大方差比的波段作為指定波段。

25、示例性的，計(jì)算得出待測(cè)紡織品樣本對(duì)應(yīng)光譜圖像中各波段的方差比，具體計(jì)算過(guò)程包括如下步驟：

26、獲取待測(cè)紡織品樣本對(duì)應(yīng)光譜圖像中各波段內(nèi)各像素的光譜反射率δbf，b為各波段的編號(hào)，b＝1,2,...v,f為各像素的編號(hào)，f＝1,2,...m；

27、通過(guò)計(jì)算得到待測(cè)紡織品樣本對(duì)應(yīng)光譜圖像中光譜反射率的總均值v和m分別表示波段和像素總數(shù)目；

28、計(jì)算得出待測(cè)紡織品樣本對(duì)應(yīng)光譜圖像中各波段內(nèi)平均值與總均值的平方和為待測(cè)紡織品樣本對(duì)應(yīng)光譜圖像中第b個(gè)波段的平均值；

29、計(jì)算得出待測(cè)紡織品樣本對(duì)應(yīng)光譜圖像中各像素與對(duì)應(yīng)波段平均值的平方和

30、計(jì)算得出待測(cè)紡織品樣本對(duì)應(yīng)光譜圖像中各波段平均值

31、計(jì)算得出待測(cè)紡織品樣本對(duì)應(yīng)光譜圖像中像素平均值

32、最終綜合計(jì)算得出待測(cè)紡織品樣本對(duì)應(yīng)光譜圖像中各波段的光譜反射率方差比并依據(jù)其的計(jì)算方式同理計(jì)算得出待測(cè)紡織品樣本對(duì)應(yīng)光譜圖像中各波段的光譜吸收率方差比f(wàn)b″和輻射強(qiáng)度方差比f(wàn)b″′；

33、將待測(cè)紡織品樣本對(duì)應(yīng)光譜圖像中各波段的光譜反射率方差比與光譜吸收率方差比和輻射強(qiáng)度方差比三者進(jìn)行相加，并將相加之后的結(jié)果與數(shù)字3進(jìn)行做除，由此計(jì)算得出待測(cè)紡織品樣本對(duì)應(yīng)光譜圖像中各波段的方差比。

34、示例性的，得到待測(cè)紡織品原樣和經(jīng)色牢度檢測(cè)后的待測(cè)紡織品樣本的光譜相似性，具體獲取過(guò)程為：

35、獲取待測(cè)紡織品樣本對(duì)應(yīng)光譜圖像中指定波段內(nèi)各波長(zhǎng)點(diǎn)的反射率值φf(shuō)；

36、同時(shí)獲取待測(cè)紡織品原樣對(duì)應(yīng)光譜圖像中指定波段內(nèi)各波長(zhǎng)點(diǎn)的反射率值

37、獲取待測(cè)紡織品原樣和經(jīng)色牢度檢測(cè)后的待測(cè)紡織品樣本的光譜第一計(jì)算相似性

38、獲取待測(cè)紡織品原樣和經(jīng)色牢度檢測(cè)后的待測(cè)紡織品樣本的光譜第二計(jì)算相似性

39、將待測(cè)紡織品原樣和經(jīng)色牢度檢測(cè)后的待測(cè)紡織品樣本的光譜第一計(jì)算相似性與光譜第二計(jì)算相似性進(jìn)行相加，并將相加之后的結(jié)果與數(shù)字2進(jìn)行做除，由此計(jì)算得出待測(cè)紡織品原樣和經(jīng)色牢度檢測(cè)后的待測(cè)紡織品樣本的光譜相似性。

40、示例性的，得到待測(cè)紡織品樣本的色牢度等級(jí)，具體過(guò)程為：

41、獲取待測(cè)紡織品原樣和經(jīng)色牢度檢測(cè)后的待測(cè)紡織品樣本的光譜相似性將其導(dǎo)入光譜相似性-色牢等級(jí)方程中，計(jì)算得出待測(cè)紡織品樣本的色牢度等級(jí)其中p1、p2和p3分別表示光譜相似性-色牢等級(jí)方程中擬合得到的參數(shù)。

42、本發(fā)明一方面提供了一種基于機(jī)器視覺(jué)的紡織品色牢度檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：

43、織物測(cè)試條件調(diào)整模塊，用于獲取待測(cè)紡織品樣本的織物信息，進(jìn)而對(duì)待測(cè)紡織品樣本進(jìn)行高光譜圖像測(cè)試條件調(diào)整，其中，待測(cè)紡織品樣本的織物信息包括織物顏色、織物厚度、織物密度和織物紋理；

44、織物高光譜圖像采集模塊，用于在完成高光譜圖像測(cè)試條件調(diào)整后，使用高光譜成像系統(tǒng)對(duì)待測(cè)紡織品樣本進(jìn)行高光譜圖像采集；

45、織物光譜相似性分析模塊，用于對(duì)采集到的待測(cè)紡織品樣本的光譜圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析，得到待測(cè)紡織品原樣和經(jīng)色牢度檢測(cè)后的待測(cè)紡織品樣本的光譜相似性；

46、織物色牢度等級(jí)獲取模塊，用于獲取光譜相似性-色牢等級(jí)方程，并基于光譜相似性-色牢等級(jí)方程得到待測(cè)紡織品樣本的色牢度等級(jí)；

47、織物數(shù)據(jù)庫(kù)，用于存儲(chǔ)各顏色對(duì)應(yīng)的rgb值以及各顏色深淺級(jí)別對(duì)應(yīng)的顏色調(diào)整函數(shù)。

48、本發(fā)明另一方面提供了種基于機(jī)器視覺(jué)的紡織品色牢度檢測(cè)裝置，包括電子設(shè)備和計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)；

49、所述電子設(shè)備包括處理器、存儲(chǔ)器及通信總線，所述存儲(chǔ)器上存儲(chǔ)有可被所述處理器執(zhí)行的計(jì)算機(jī)可讀程序；

50、所述通信總線實(shí)現(xiàn)處理器與存儲(chǔ)器之間的連接通信；

51、所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)可讀程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述的一種基于機(jī)器視覺(jué)的紡織品色牢度檢測(cè)方法及系統(tǒng)中的步驟；

52、所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)一個(gè)或者多個(gè)程序，所述一個(gè)或者多個(gè)程序可被一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行，以實(shí)現(xiàn)如上述的一種基于機(jī)器視覺(jué)的紡織品色牢度檢測(cè)方法及系統(tǒng)中的步驟。

53、如上所述，本發(fā)明提供的一種基于機(jī)器視覺(jué)的紡織品色牢度檢測(cè)方法及系統(tǒng)，至少具有以下有益效果：

54、本發(fā)明提供的一種基于機(jī)器視覺(jué)的紡織品色牢度檢測(cè)方法及系統(tǒng)，通過(guò)獲取待測(cè)紡織品樣本的織物信息，并對(duì)待測(cè)紡織品樣本進(jìn)行高光譜圖像測(cè)試條件調(diào)整，在完成高光譜圖像測(cè)試條件調(diào)整后，使用高光譜成像系統(tǒng)對(duì)待測(cè)紡織品樣本進(jìn)行高光譜圖像采集，進(jìn)而對(duì)采集到的待測(cè)紡織品樣本的光譜圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析，得到待測(cè)紡織品原樣和經(jīng)色牢度檢測(cè)后的待測(cè)紡織品樣本的光譜相似性，將其導(dǎo)入光譜相似性-色牢等級(jí)方程得到待測(cè)紡織品樣本的色牢度等級(jí)，首先，傳統(tǒng)的色牢度測(cè)試方法通常需要對(duì)樣品進(jìn)行剪切、洗滌或摩擦等物理作用，而高光譜成像技術(shù)則無(wú)需對(duì)紡織品樣本造成任何物理?yè)p傷，可以保持樣品的完整性，這對(duì)于昂貴或無(wú)法被破壞的紡織品尤為重要；其次，利用高光譜成像系統(tǒng)對(duì)紡織品樣本進(jìn)行快速掃描，能夠在短時(shí)間內(nèi)獲得大量的光譜數(shù)據(jù)，可以迅速分析出樣品的色牢度等級(jí)，相比傳統(tǒng)的測(cè)試方法大大縮短了檢測(cè)周期，提高了檢測(cè)效率，這對(duì)于生產(chǎn)過(guò)程中的質(zhì)量控制尤為重要，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)色牢度的定量評(píng)價(jià)，提高了測(cè)試結(jié)果的可靠性；最終，隨著人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展，高光譜成像技術(shù)與智能數(shù)據(jù)分析方法的結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)紡織品色牢度檢測(cè)過(guò)程的智能化控制，這不僅可以提高檢測(cè)的精度和效率，還可以實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)過(guò)程，及時(shí)調(diào)整工藝參數(shù)，確保產(chǎn)品質(zhì)量，推動(dòng)紡織產(chǎn)業(yè)向智能化、自動(dòng)化方向發(fā)展。