基于機器視覺的紗線毛羽檢測方案

西安獲德

  紗線毛羽(hairiness)指標是評定管紗質量的一個重要方面，同時也是反映紡織工藝和紗線加工部件好壞的重要依據。毛羽的長短、數量及其分布不僅影響機織、針織后加工的效率和質量，直接影響最終產品的外觀和價格，其評價指標有毛羽數量、長度和面積等。

  人工檢測受工作環境和勞動強度的影響，檢測效率低下。西安獲德利用機器視覺圖像處理技術針對管紗生產過程中產生的毛羽缺陷，提出一種基于改進中值濾波和最大類間方差法的管紗毛羽檢測方法有效地避免上述檢測的不足，進一步提高毛羽檢測水平。

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  搭建一套管紗毛羽的數字化系統進行圖像采集和處理。首先采用灰度變換和灰度拉伸對管紗圖像進行預處理，再利用改進中值濾波對管紗圖像進行模板濾波，最后通過最大類間方差法得到清晰的毛羽二值圖像，基于此計算毛羽個數、長度并評估產品是否合格。

  目前，數字圖像處理技術被廣泛應用到紗線毛羽的檢測。從研究成果看，紗線毛羽的檢測效果較好，但在管紗毛羽檢測中主要存在兩個問題：一是管紗表面易受到環境的影響呈現出亮暗不均，影響毛羽特征提取;二是管紗的上下部分結構不同，需要對兩部分進行不同的預處理。針對以上原因，西安獲德管紗外觀自動檢測系統針對毛羽圖像采用改進中值濾波，克服了傳統濾波方法易造成圖像的失真和細節損失的問題;最大類間方差法能夠準確地分割出管紗毛羽。

  HDGS-I管紗毛羽采集系統主要包括三部分：工業相機、Led視覺光源、計算機。

  為確保捕獲的紗線圖像保持清晰, 將相機參數進行如下設置：曝光時間800μs, 圖像的分辨率為800×1000,，保證相機的中心點和管紗的中心點在同一位置，減小相機拍攝圖像產生的畸變。管紗與鏡頭平面距離保持在20 cm左右，通過調整光源亮度、焦距和光圈的大小獲取清晰的毛羽圖像。毛羽圖像在經過灰度變換、灰度拉伸和改進中值濾波之后，得到的毛羽二值圖像完整清晰，能較好地體現毛羽的物理信息。

  西安獲德搭建管紗毛羽的數字化圖像采集系統進行采樣，采用灰度變換和灰度拉伸對圖像進行預處理，有效的增強了目標毛羽與背景的差異。再利用改進中值濾波去除毛羽圖像中的干擾，得到清晰的毛羽二值圖像。最后通過最大類間方差法得到清晰的毛羽圖像，基于此得到毛羽的各項判定信息。實驗證明，該系統能準確測量毛羽個數及長度。