一种基于RGB色彩特征的衣物洗烘设备洗烘过程衣物运动轨迹分析方法及系统技术方案

本发明专利技术揭示了一种基于RGB色彩特征的衣物洗烘设备洗烘过程衣物运动轨迹分析方法,包括如下步骤：将与洗烘负载和示踪物置入洗烘设备，并启动洗烘设备进行洗烘过程衣物运动轨迹研究；利用校准好的图像采集设备获取洗烘设备洗烘过程衣物运动视频；利用kmp l ayer将采集的衣物运动视频逐帧分解，获得其运动原始图像序列；利用小波变换对获取的原始图像序列进行降噪滤波处理，获得高质量(优质)的衣物运动图像序列；对获得的高质量衣物运动图像序列进行图像像素分析、RGB特征分析、运动轨迹分析和衣物形态特征分析；最后得出衣物轨迹及形态规律拟合及规律输出。本发明专利技术适用于衣物日常洗烘护理技术、洗烘机理、洗烘品质、洗烘程序优化及智能洗烘等方面的研究。

【技术实现步骤摘要】
一种基于RGB色彩特征的衣物洗烘设备洗烘过程衣物运动轨迹分析方法及系统
本专利技术涉及计算机图像处理
，尤其涉及一种基于RGB色彩特征的衣物洗烘设备工作过程衣物运动轨迹分析方法及系统。
技术介绍
洗烘设备是指将沾染污渍衣物的污渍清洗干净的设备(洗衣机)和将含湿衣物内多余的水分迁移出去的设备(干衣机)或者沾染污渍衣物洗涤与其洗后含湿衣物烘干一体的设备(洗干一体机)，故洗烘设备洗烘衣物分为利用洗涤设备(洗衣机)洗净沾染污渍衣物和烘干设备(干衣机)烘干含湿衣物。其中，洗涤设备(洗衣机或洗干一体机)洗涤衣物是指将沾染污渍的衣物放进洗涤设备转筒内，给其设备一个洗涤程序，在水流、洗涤剂、机械力等作用下，衣物随转筒运动，并将其上污渍与衣物脱离的过程。烘干设备(干衣机或洗干一体机)烘干衣物是指将含湿衣物放进烘干设备转筒内，给其设备一个烘干程序，在高温气流和机械力作用下，含湿衣物随转筒运动，并将其内部多余水分迁移出去的过程。显然，洗烘设备进行衣物洗烘时，其过程衣物会经历随转筒升高、旋转，从空中摔落或滑落，摔落时与筒壁、水流或者高温气流、织物发生冲击、融合揉搓或摩擦等一系列物理现象，而这些物理现象显著影响衣物上污渍从衣物剥离的效果或者含湿衣物内部多余水分迁移速率，故深入研究洗烘设备工作过程示踪物运动轨迹及形态变化可有效解决目前洗涤设备耗水量大、洗净率低、洗烘设备耗能高、洗烘后衣物性能下降等问题，也可为深入理解洗烘设备洗护过程示踪物运动形态、传热传质机理和洗烘过程效能优化提供实验支持。然而，不论目前的研究装置或者市场上的洗烘设备均不具备洗烘过程衣物运动轨迹及形态数据实时追踪(可视化)功能。而且，目前的研究仅限于对洗烘设备洗烘参数优化的试验研究和经验数学模型的构建，并采用将洗烘设备洗烘过程作为一个“黑箱”处理，仅关注洗烘结束时的耗水量、耗能耗时及洗烘衣物的洗净率或烘干均匀性等指标的数值的大小，而对于洗烘设备洗烘过程衣物运动轨迹的关注相对较少。殊不知，衣物运动才是制约洗涤设备洗护过程污渍与衣物的吸附脱附效果或者烘干设备多余水分与衣物迁移速率、洗涤设备衣物最终的耗水量或者烘干设备最终含水率、洗烘设备耗能耗时及洗烘后衣物的服用性能的关键。此外，随着计算机科学和视觉图像分析技术的迅猛发展，利用数字图像技术分析对物体运动轨迹进行跟踪、分析、拟合已成为可能。而相比于黑白图像，彩色图像能够承载更多的有效信息，因此本专利技术公布了一种基于RGB色彩特征的洗烘设备洗烘过程衣物运动轨迹分析方法及系统。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是实现一种基于RGB色彩特征的洗烘设备洗烘过程衣物运动轨迹分析方法及系统，解决了目前衣物洗烘技术研究中，缺乏可实现从洗烘设备洗烘过程示踪物运动的角度进行洗烘设备洗烘过程衣物洗洪效能优化研究的分析方法及系统的问题。同时，也解决了目前因彩色运动图像经过灰度化处理造成的大量有效信息丢失导致的运动轨迹分析不准确的难题，还能解决了目前洗烘设备洗护过程示踪物运动数据监控缺失的问题，适用于衣物洗烘技术、洗烘机理、洗烘品质、洗烘程序优化及智能洗烘等方面的研究。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种基于RGB色彩特征的洗烘设备洗烘过程衣物运动轨迹分析方法，包括以下步骤：1)准备洗烘负载以及与洗烘负载和洗烘滚筒内壁有差异颜色的示踪物，将洗烘负载和示踪物置入洗烘设备，启动洗烘设备；2)洗烘运行过程中通过摄像头采集洗烘设备洗烘过程示踪物运动视频；3)将视频逐帧分解，获得其运动原始图像序列；4)对获取的原始图像序列进行降噪滤波处理，获得处理后示踪物运动图像序列；5)对处理后示踪物运动图像序列进行图像像素分析、RGB特征分析、运动轨迹分析和示踪物形态特征分析；6)根据图像像素分析、RGB特征分析、运动轨迹分析和示踪物形态特征分析的结果获得示踪物轨迹及形态规律数据，并将数据输出。所述1)中，所述洗烘设备为洗衣机或烘干机，所述洗烘设备执行设定的工作程序为设定的洗涤程序或者设定的烘干程序，所述示踪物为衣物，所述洗涤程序包括注水阶段、主洗阶段、漂洗阶段、脱水阶段。所述的烘干设备烘干程序包括烘干气流温度、转速、风速、转动方向、转停比。所述3)中利用视频播放软件将采集的示踪物运动视频逐帧分解，获得其运动原始图像序列。所述4)中利用小波变换对获取的原始图像序列进行降噪滤波处理，获得处理后示踪物运动图像序列，所述降噪滤波处理方法：对获取的原始图像序列进行小波变换分析；计算各个高分辨率子带图像的去噪阈值；判断各个高分辨率子带图像的去噪阈值是否小于设定阈值，若是则小波系数取0，若否则依据尺度大小进行软硬法制去噪处理；利用小波反变换获得到去噪后的图像。所述5)中，针对处理后示踪物运动图像序列进行示踪目标图像的检测、分割、运动特征提取，其中目标图像的检测包括像素矩阵构建、图像RGB值赋值、图像RGB矩阵赋值、图像RGB矩阵分解、各分解矩阵的图像RGB值求和；其中目标图像的分割包括背景差分、阈值分割、形态学处理与连通域标记；其中目标图像的特征提取包括运动示踪物轮廓边缘检测、运动示踪物形心三维坐标计算。所述6)中，示踪物运动轨迹的拟合方法包括：利用背景差分、阈值分割、连通域标记提取示踪物的边缘轮廓，计算器形心，并将其形心作为示踪运动示踪物的三维空间坐标，再借助Matlab中Plot3函数拟合示踪目标示踪物的运动轨迹拟合，将依据最小二乘法原理判断其拟合误差是否到达最小值，如达到最小值则认为拟合有效，实现了对示踪物运动轨迹的拟合，否则重新进行拟合，直至拟合符合实际运动轨迹为止；所述6)中，运动示踪物形态特征的拟合方法包括：利用背景差分、阈值分割、连通域标记提取示踪物的边缘轮廓，计算其形心坐标，再利用蒙特卡洛模拟方法实现示踪示踪物运动图像面积，并与示踪示踪物初始面积对比，求解运动示踪示踪物的铺展程度、折叠程度，实现示踪物形态规律的拟合；所述6)中将获得示踪物运动轨迹、形态变化特征拟合的规律以数据形式输出，所述数据形式输出包括示踪物运动轨迹数据和示踪物形变数据，所述示踪物运动轨迹数据包括各向运动速度、加速度、滞留时间、分布区域，所述示踪物形变数据包括外部轮廓、形心坐标、铺展程度、折叠程度。图像采集模块：采集洗烘设备滚筒内工作过程示踪物运动视频的图像采集设备，并将采集的运动视频发送至图像预处理模块；图像预处理模块：将运动视频逐帧分解，获得其运动原始图像序列，再对获取的原始图像序列进行降噪滤波处理，获得处理后示踪物运动图像序列，并输送至图像分析模块；图像分析模块：对处理后示踪物运动图像序列进行图像像素分析、RGB特征分析、运动轨迹分析和示踪物形态特征分析，并将分析结果输送至轨迹形态拟合模块；轨迹形态拟合模块：根据图像像素分析、RGB特征分析、运动轨迹分析和示踪物形态特征分析的结果获得示踪物轨迹及形态规律数据，并将数据输出。本专利技术是一种基于RGB色彩特征的洗烘设备工作过程示踪物运动轨迹分析方法，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于RGB色彩特征的衣物洗烘设备洗烘过程衣物运动轨迹分析方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)准备洗烘负载以及与洗烘负载和洗烘滚筒内壁有差异颜色的示踪物，将洗烘负载和示踪物置入洗烘设备，启动洗烘设备；/n2)洗烘运行过程中通过内嵌式渔网摄像头采集洗烘设备工作过程示踪物运动视频；/n3)将视频逐帧分解，获得其运动原始图像序列；/n4)对获取的原始图像序列进行降噪滤波处理，获得处理后示踪物运动图像序列；/n5)对处理后示踪物运动图像序列进行图像像素分析、RGB特征分析、运动轨迹分析和示踪物形态特征分析；/n6)根据图像像素分析、RGB特征分析、运动轨迹分析和示踪物形态特征分析的结果获得示踪物轨迹及形态规律数据，并将数据输出。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于RGB色彩特征的衣物洗烘设备洗烘过程衣物运动轨迹分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)准备洗烘负载以及与洗烘负载和洗烘滚筒内壁有差异颜色的示踪物，将洗烘负载和示踪物置入洗烘设备，启动洗烘设备；
2)洗烘运行过程中通过内嵌式渔网摄像头采集洗烘设备工作过程示踪物运动视频；
3)将视频逐帧分解，获得其运动原始图像序列；
4)对获取的原始图像序列进行降噪滤波处理，获得处理后示踪物运动图像序列；
5)对处理后示踪物运动图像序列进行图像像素分析、RGB特征分析、运动轨迹分析和示踪物形态特征分析；
6)根据图像像素分析、RGB特征分析、运动轨迹分析和示踪物形态特征分析的结果获得示踪物轨迹及形态规律数据，并将数据输出。


2.根据权利要求1所述的基于RGB色彩特征的衣物洗烘设备洗烘过程衣物运动轨迹分析方法，其特征在于：所述1)中，所述洗烘设备为洗衣机或烘干机，所述洗烘设备执行设定的工作程序为设定的洗涤程序或者设定的烘干程序，所述示踪物为衣物，所述洗涤程序包括注水阶段、主洗阶段、漂洗阶段、脱水阶段。


3.根据权利要求1所述的基于RGB色彩特征的衣物洗烘设备洗烘过程衣物运动轨迹分析方法，其特征在于：所述3)中利用视频播放软件将采集的示踪物运动视频逐帧分解，获得其运动原始图像序列。


4.根据权利要求1所述的基于RGB色彩特征的衣物洗烘设备洗烘过程衣物运动轨迹分析方法，其特征在于：所述4)中利用小波变换对获取的原始图像序列进行降噪滤波处理，获得处理后示踪物运动图像序列，所述降噪滤波处理方法：
对获取的原始图像序列进行小波变换分析；
计算各个高分辨率子带图像的去噪阈值；
判断各个高分辨率子带图像的去噪阈值是否小于设定阈值，若是则小波系数取0，若否则依据尺度大小进行软硬法制去噪处理；
利用小波反变换获得到去噪后的图像。


5.根据权利要求1所述的基于RGB色彩特征的衣物洗烘设备洗烘过程衣物运动轨迹分析方法，其特征在于：所述5)中，针对处理后示踪物运动图像序列进行示踪目标图像的检测、分割、运动特征提取，其中目标图像的检测包括像素矩阵构建、图像RGB值赋值、图像RGB矩阵赋值、图像RGB矩阵分解、各分解矩阵的图像RGB值求和；其中目标图像的分割包括背景差分、阈值分割、形态学处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦玉辉，苏兆伟，袁惠芬，王宗乾，李长龙，王鹏，韩伦，吴开明，佘敏楚楚，夏敏，汪洋，杨其亮，
申请(专利权)人：安徽工程大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34