一种瓷砖自适应分色方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种瓷砖自适应分色方法及装置。对于采集的瓷砖图像进行预处理、分版和分色，分色包括开色和分色两个流程。预处理包括根据标定区域三通道值对图像进行灰度值校正的过程。分版包括正交旋转模板并对应提取纹理特征，基于模板的特征空间进行时空约束的相关滤波及相似度评估的过程。开色包括初始色号的特征中心及特征分布范围确定的过程，以及新色号的特征中心及特征分布范围确定的过程，在已统计色号中匹配瓷砖颜色特征的过程。本发明专利技术无需提前配置标准模板，依据瓷砖生产过程的特点，自动完成对各批次瓷砖的分版。本发明专利技术无需配置标准色号，能够自适应地完成对各色号的开色，并且随着检测数量的增加，使开色和分色结果越趋向准确。果越趋向准确。果越趋向准确。

【技术实现步骤摘要】
一种瓷砖自适应分色方法及装置


[0001]本专利技术涉及计算机视觉处理
，尤其是一种瓷砖自适应分色方法及装置。

技术介绍

[0002]瓷砖的生产过程为将颜色、花纹和图案通过喷墨机喷印在毛坯，然后毛坯依次经过窑炉烧结及抛光处理为最终瓷砖。目前市场上的瓷砖主要有固定板纹、连纹、无限连纹等类型，其中，连纹砖因其能完整呈现天然石材的纹理，具有连贯、大气、简约的装饰特点，近年来受到市场消费者的欢迎。
[0003]连纹瓷砖单块瓷砖的尺寸在600
×
1200mm至2400
×
1200mm，拼接后的尺寸已经远超过窑炉能够一次生产的尺寸。因而连纹砖在生产过程中往往切割为多个子板生产，每个子板的图案都较为复杂且不重复，给后续的分拣打包带来了不少困难。此外，瓷砖由于各个生产环节中不确定因素的影响，例如材料配比、窑炉温度等多种因素影响，即便同一图案的瓷砖也会有颜色偏差，陶瓷厂在最终打包之前需要按照瓷砖的图案进行分版，并且按照瓷砖的偏色情况进行分色。
[0004]目前，瓷砖生产线中的分版分色主要依靠工人目视区分及手动标记，然后分拣设备通过识别人工标记实现瓷砖的分拣打包。但人工检测方式存在极限，一般不会超过6个板面图案，否则检测的准确性无法保证。此外，工人在长时间工作后难免发生疲劳和注意力分散，导致检测效率低、准确率不稳定。而且现有方式无法兼顾分版和分色，只能作为两个独立工序来完成，花费了大量的人工劳动。
[0005]现有分版过程是由工人实时将流水线上的瓷砖与模板瓷砖对比，找出当前瓷砖在模板瓷砖中对应的子版位置并标记版号。但由于人工识别的速度有限，一般无法区分纹理过于复杂或子板数量过多的连纹砖。
[0006]现有分色过程包括线下开色与线上分色两个步骤。线下开色是将随机抽样出的瓷砖平铺在光线充足的房间中，从而确定该批次瓷砖的色号总数。线上分色则是根据开色结果，将流水线上的瓷砖与模板进行实时比对并标记色号。
[0007]现有检测方法要求检测人员具备丰富的工作经验、灵活应变和长时间工作的能力。但即使如此，由于人工检测主观性强，在长时间疲劳后以及图案、颜色较多的情况下极易出现分版、分色错误的情况，造成生产和销售上的损失。
[0008]现有通过机器进行分版/分色的方案，例如采用基于深度学习模型的瓷砖分版方法，其需要样本进行预训练，其首先，利用相机采集不同图案瓷砖的图像，建立起一定规模的数据库；然后，根据图像与图案标签之间的对应关系对模型进行训练；最后，利用训练好的模型对瓷砖进行在线分版检测。这种方法的问题是需要预先训练模型，而且训练好的模型无法直接用于不同批次的瓷砖图案，因而难以在实际生产过程中进行部署。
[0009]又或者现有的瓷砖自动分色方法是首先利用相机采集图像，然后提取出瓷砖图像的颜色特征，与预先采集的模板图像的颜色特征进行比对，当小于预设阈值时则确定为当前色号，否则确定为新色号。这类方法的问题是需要各个色号的标准板，而色号在生产开始
前是无法预知的，因此在实施过程中存在困难。而且预设固定阈值的做法针对不同图案、不同生产批次的适应性较差，而产业工人显然缺乏调节系统工作的专业知识，给实际部署造成了困难。
[0010]上述的现有方案记载于部分现有文献中，例如“CN204116238U
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一种瓷砖纹理在线检测分类装置”给出了一种陶瓷纹理检测分类装置，但是未说明具体分类方法。“CN103324759B
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一种瓷砖智能识别设备”给出了一种用于相似瓷砖的搜索和比较设备，用于在智能平台上快速检索相似瓷砖图案，无法用于生产线上的在线检测分类。“CN109614994A
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一种瓷砖分类识别方法及装置”给出了一种利用计算机视觉和深度学习对瓷砖进行分类的方法及装置，但是该方案需要预训练模型以达到较好的分类效果，在实际生产过程中难以部署。“CN202010275495
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一种用于瓷砖分级分色的检测装置
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申请公开”给出了一种陶瓷分色装置，但是未说明其分色方法。“CN201911403603
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一种瓷砖分拣系统
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申请公开”给出了一种用于瓷砖分色的分拣系统，但未说明具体分色方法和流程。“CN201911403922
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一种生成色差检测模型、瓷砖分色方法及装置
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申请公开”给出了一种利用深度残差网络提取颜色特征并实现分色的方法，但是该方法要求预先采集大规模的训练数据集，在实际生产过程中难以部署。

技术实现思路

[0011]本专利技术的专利技术目的在于：针对上述存在的问题，提供一种瓷砖自适应分色方法及装置，不依赖于预先给出的瓷砖图案模板及标准色号模板，自动完成对瓷砖的分版，以及自适应地完成对各版型瓷砖的分色。
[0012]本专利技术采用的技术方案如下：
[0013]一种瓷砖自适应分色方法，包括：
[0014]A.对输入的瓷砖图像进行预处理，得到瓷砖区域图像的步骤；
[0015]B.对瓷砖区域图像基于其纹理进行分版的步骤；
[0016]C.分别对于每一版式的瓷砖进行分色的步骤，包括开色和分色两个流程：
[0017]开色流程：
[0018]从输入的第一幅瓷砖区域图像开始，统计预定数量瓷砖区域图像的颜色特征分布，以确定出当前色号的颜色特征的特征中心和分布范围，保留靠特征中心的预定比例范围的颜色特征作为当前色号的特征分布范围；
[0019]分色流程：
[0020]在对应版式的颜色特征空间中，判断当前瓷砖区域图像的颜色特征是否落入已记录的色号的特征分布范围内，若是，则以所落入的特征分布范围所对应的色号作为当前瓷砖区域图像对应的色号，否则，将当前瓷砖区域图像的颜色特征添加为新色号，并以下方法确定该新色号的特征中心及特征分布范围：
[0021]统计预定数量瓷砖区域图像的颜色特征分布，以确定出新色号的颜色特征的特征中心和分布范围，保留靠特征中心的预定比例的颜色特征作为该新色号的特征分布范围。
[0022]进一步的，所述步骤B包括：将第一幅瓷砖区域图像及其对应的纹理特征添加进模板库，包括将瓷砖区域图像保留0度、旋转90度、旋转180和旋转270度四个角度，并分别提取对应的纹理特征。对后续的瓷砖区域图像，提取其纹理特征，将所提取的纹理特征在所述模
板库的特征空间中进行时空约束的相关滤波运算，并寻找响应值最大的位置；再对所检测的瓷砖区域图像与匹配的模板库中的模板进行相似度评估，若评估的相似度在给定的阈值之上，则以匹配的模板对应的版号作为当前瓷砖区域图像对应的版号，否则，将当前瓷砖区域图像及其对应的纹理特征添加到模板库。
[0023]进一步的，所述模板库设定有模板数量上限。若当前的瓷砖区域图像的纹理特征与所述模板库中各模板的纹理特征间的相似度均小于给定阈值，而所述模板库中的模板已达到数量上限，则对于当前的瓷砖区域图像，将其与所述模板库的特征空间中进行时空约束本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种瓷砖自适应分色方法，其特征在于，包括：A.对输入的瓷砖图像进行预处理，得到瓷砖区域图像的步骤；B.对瓷砖区域图像基于其纹理进行分版的步骤；C.分别对于每一版式的瓷砖进行分色的步骤，包括开色和分色两个流程：开色流程：从输入的第一幅瓷砖区域图像开始，统计预定数量瓷砖区域图像的颜色特征分布，以确定出当前色号的颜色特征的特征中心和分布范围，保留靠特征中心的预定比例范围的颜色特征作为当前色号的特征分布范围；分色流程：在对应版式的颜色特征空间中，判断当前瓷砖区域图像的颜色特征是否落入已记录的色号的特征分布范围内，若是，则以所落入的特征分布范围所对应的色号作为当前瓷砖区域图像对应的色号，否则，将当前瓷砖区域图像的颜色特征添加为新色号，并以下方法确定该新色号的特征中心及特征分布范围：统计预定数量瓷砖区域图像的颜色特征分布，以确定出新色号的颜色特征的特征中心和分布范围，保留靠特征中心的预定比例的颜色特征作为该新色号的特征分布范围。2.如权利要求1所述的瓷砖自适应分色方法，其特征在于，所述步骤B包括：将第一幅瓷砖区域图像及其对应的纹理特征添加进模板库，包括将瓷砖区域图像保留0度、旋转90度、旋转180和旋转270度四个角度，并分别提取对应的纹理特征；对后续的瓷砖区域图像，提取其纹理特征，将所提取的纹理特征在所述模板库的特征空间中进行时空约束的相关滤波运算，并寻找响应值最大的位置；再对所检测的瓷砖区域图像与匹配的模板库中的模板进行相似度评估，若评估的相似度在给定的阈值之上，则以匹配的模板对应的版号作为当前瓷砖区域图像对应的版号，否则，将当前瓷砖区域图像及其对应的纹理特征添加到模板库。3.如权利要求2所述的瓷砖自适应分色方法，其特征在于，所述模板库设定有模板数量上限；若当前的瓷砖区域图像的纹理特征与所述模板库中各模板的纹理特征间的相似度均小于给定阈值，而所述模板库中的模板已达到数量上限，则对于当前的瓷砖区域图像，将其与所述模板库的特征空间中进行时空约束的相关滤波运算时响应值最大位置对应的版号作为当前的瓷砖区域图像对应的版号。4.如权利要求1～3任一所述的瓷砖自适应分色方法，其特征在于，所述步骤A中的预处理包括灰度值校正、前景分割和几何变换的过程；其中，所述灰度值校正的过程包括：根据瓷砖图像中标定区域三通道值对瓷砖图像整体进行灰度值校正。5.如权利要求4所述的瓷砖自适应分色方法，其特征在于，所述瓷砖图像通过瓷砖图像采集装置采集得到，所述瓷砖图像采集装置包括瓷砖传输装置(101)、图像采集装置(102)和机架(201)，所述瓷砖传输装置(101)安装于所述机架(201)上，所述图像采集装置(102)设置于所述瓷砖传输装置(101)的传输路径上；所述瓷砖传输装置(101)包括导正装置(203)和传送带(202)，所述导正装置(203)设置于所述传送带(203)前端；所述图像采集装置(102)包括暗室(204)、线光源(205)、旋转编码器(206)、光电开关(207)和线阵工业相机(210)；所述暗室(204)罩设于所述传送带(202)上；所述线光源(205)和线阵工业相机(210)
均安装于所述暗室(204)内、所述传送带(202)上方，所述线光源(205)的光照区域和所述线阵工业相机(210)的成像区域重合；所述暗室(204)内、所述传送带(202)侧边设置有标定物(208)；所述旋转编码器(206)与传送带(202)保持同步运动，所述光电开关(207)安装在所述暗室(204)内，所述旋转编码器(206)和所述光电开关(207)分别连接所述线阵工业相机(210)。6.一种瓷砖自适应分色装置，其特征在于，包括图像处理装置，所述图像处理装置包括依次连接的图像预处理单元、瓷砖分版...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦庆旺，许廷发，张继洲，黄博，
申请(专利权)人：北京理工大学重庆创新中心，
类型：发明
国别省市：