一种棉花加工生产质量检测方法技术

本发明专利技术涉及图像处理技术领域，具体涉及一种棉花加工生产质量检测方法。该方法包括：基于皮辊棉的表面图像中像素点的像素值，对所有像素点进行聚类，根据各像素点与其所在的聚类簇的中心点之间的距离和各像素点所在的聚类簇中像素点的数量，得到异常可能性；根据特征像素点的像素值和特征方向上像素点的像素值，计算各像素点在每个设定方向上对应的影响程度；根据异常可能性、各像素点在每个设定方向上对应的特征像素点的像素值和影响程度，确定各像素点在每个设定方向上对应的权值，获得各像素点的异常程度；基于异常程度确定皮辊棉的生产质量。本发明专利技术能够准确识别皮辊棉上不同程度不同类型的缺陷。度不同类型的缺陷。度不同类型的缺陷。

【技术实现步骤摘要】
一种棉花加工生产质量检测方法


[0001]本专利技术涉及图像处理
，具体涉及一种棉花加工生产质量检测方法。

技术介绍

[0002]棉花加工是通过干燥、清洗、轧工等工序，使得棉纤维重新排列，达到蓬松的效果，做成所需的产品，满足生活的需求，也可以去除棉花中的杂质，最终获得的产品由于轧工技术的不同呈现出的特征也存在差异，比如常见的皮辊轧工，将棉花原料制成纤维平顺的片状的皮辊棉，此时皮辊棉的质量对棉花制品的质量产生直接的影响，而影响皮辊棉质量的主要因素为皮辊棉中的疵点、杂质等缺陷，因此在实际生产中，需要对皮辊棉缺陷进行识别，并根据皮辊棉缺陷的数量对皮辊棉的质量进行判断。
[0003]对于皮辊棉图像中的缺陷区域的识别，主要取决于像素点像素值的差异情况，现有方法大多采用阈值分割方法直接获得缺陷区域，但是阈值分割对不同类型不同程度的缺陷的分割效果不明显，而且皮辊棉上较为稀松的表面不平整，所以采集的图像中存在明暗区域，即不同位置的像素点具有不同像素值，因此缺陷在不同位置具有不同的分布关系，直接利用阈值分割无法准确地识别所有的缺陷。

技术实现思路

[0004]为了解决现有方法无法准确地识别出皮辊棉图像中的所有缺陷的问题，本专利技术的目的在于提供一种棉花加工生产质量检测方法，所采用的技术方案具体如下：本专利技术提供了一种棉花加工生产质量检测方法，该方法包括以下步骤：获取待检测皮辊棉的表面图像；基于所述表面图像中像素点的像素值，对所述表面图像中所有像素点进行聚类获得聚类簇；根据各像素点与其所在的聚类簇的中心点之间的距离和各像素点所在的聚类簇中像素点的数量，得到各像素点的异常可能性；获取所述表面图像中每个设定方向上与各像素点距离最近预设数量的像素点，作为各像素点在每个设定方向上对应的特征像素点；以所述表面图像中的各像素点为轴心，将与每个设定方向的夹角小于预设角度的各方向作为每个设定方向对应的特征方向；根据所述特征像素点的像素值以及特征方向上像素点的像素值，计算各像素点在每个设定方向上对应的影响程度；根据各像素点在每个设定方向上对应的特征像素点的异常可能性、各像素点在每个设定方向上对应的特征像素点的像素值和所述影响程度，确定各像素点在每个设定方向上对应的权值；根据各像素点的像素值、各像素点在每个设定方向上对应的特征像素点的像素值、所述影响程度和所述权值，得到各像素点的异常程度；基于所述各像素点的异常程度，获取所述表面图像中的缺陷区域；基于所述缺陷区域的面积，确定待检测皮辊棉的生产质量。
[0005]优选的，所述根据各像素点与其所在的聚类簇的中心点之间的距离和各像素点所在的聚类簇中像素点的数量，得到各像素点的异常可能性，包括：
对于所述表面图像中的第i个像素点：将第i个像素点与其所在的聚类簇的中心点之间的距离记为目标距离；统计所述表面图像中与第i个像素点所在的聚类簇的中心点之间的距离为目标距离的像素点的数量，记为第一数量，将所述第一数量与预设调整参数之和记为第一特征指标，将第一特征指标的倒数记为第一倒数，将第i个像素点所在的聚类簇中像素点的数量的倒数记为第二倒数，计算所述第一倒数、所述第二倒数以及所述目标距离三者的乘积，作为第i个像素点的异常可能性。
[0006]优选的，所述根据所述特征像素点的像素值以及特征方向上像素点的像素值，计算各像素点在每个设定方向上对应的影响程度，包括：对于所述表面图像中的第i个像素点：基于第i个像素点在各设定方向上对应的特征像素点中每两个相邻特征像素点的像素值的差值的绝对值，构建第i个像素点在各设定方向上对应的像素差异序列；根据第i个像素点在第k个设定方向上对应的像素差异序列以及第k个设定方向对应的特征方向上像素点的像素值，采用如下公式计算第i个像素点在第k个设定方向上对应的影响程度：其中，为第i个像素点在第k个设定方向上对应的影响程度，为第i个像素点在第k个设定方向上对应的像素差异序列中元素的均值，为除第k个设定方向外其他设定方向的数量，为第i个像素点在除第k个设定方向外的第v个设定方向上对应的像素差异序列中元素的均值，为第i个像素点在除第k个设定方向外的第v个设定方向上对应的像素差异序列中元素的方差，为第i个像素点在第k个设定方向上对应的第j个特征像素点的像素值，为第k个设定方向对应的第f个特征方向上第j个像素点的像素值，为第k个设定方向与其对应的第f个特征方向之间的夹角，为第i个像素点在任一设定方向上对应的特征像素点的数量，为第k个设定方向对应的特征方向的个数，为预设调整参数，为取绝对值。
[0007]优选的，根据各像素点在每个设定方向上对应的特征像素点的异常可能性、各像素点在每个设定方向上对应的特征像素点的像素值和所述影响程度，确定各像素点在每个设定方向上对应的权值，包括：对于所述表面图像中的第i个像素点：根据第i个像素点在第k个设定方向上各特征像素点的异常可能性和第i个像素点在第k个设定方向上对应的像素差异序列，得到第i个像素点在第k个设定方向上对应的差异程度；计算第i个像素点在第k个设定方向上每两个相邻特征像素点的异常可能性的均值；根据所述差异程度、所述影响程度、第i个像素点在第k个设定方向上对应的像素差异序列以及第i个像素点在第k个设定方向上每两个相邻特征像素点的异常可能性的均值，得到
第i个像素点在第k个设定方向上对应的权值；所述差异程度和所述影响程度均与权值呈正相关关系，第i个像素点在第k个设定方向上对应的像素差异序列中的元素和所述每两个相邻特征像素点的异常程度的均值均与权值呈负相关关系。
[0008]优选的，根据第i个像素点在第k个设定方向上各特征像素点的异常可能性和第i个像素点在第k个设定方向上对应的像素差异序列，得到第i个像素点在第k个设定方向上对应的差异程度，包括：计算第i个像素点在第k个设定方向上对应的像素差异序列中每两个相邻元素的差值的绝对值，作为对应两个相邻元素的差异；根据第i个像素点在第k个设定方向上对应的像素差异序列中每两个相邻元素的差异、第i个像素点在第k个设定方向上每两个相邻特征像素点的异常可能性的均值，得到第i个像素点在第k个设定方向上对应的差异程度；其中，每两个相邻元素的差异和每两个相邻特征像素点的异常可能性的均值均与差异程度呈负相关关系。
[0009]优选的，采用如下公式计算各像素点的异常程度：其中，为第i个像素点的异常程度，为第i个像素点的像素值，为设定方向的数量，为第i个像素点的异常可能性，为第i个像素点在任一设定方向上对应的特征像素点的数量，为第i个像素点在第k个设定方向上对应的权值，为第i个像素点在第k个设定方向上对应的第j个特征像素点的像素值，为取绝对值。
[0010]优选的，所述基于所述各像素点的异常程度，获取所述表面图像中的缺陷区域，包括：对各像素点的异常程度进行归一化处理，得到各像素点的归一化异常程度；分别判断所述表面图像中各像素点的归一化异常程度是否大于异常程度阈值，若大于，则判定对应像素点为缺陷像素点；将缺陷像素点构成的连通域中像素点的数量大于缺陷像素点的数量阈值的连通域作为所述表面图像中的缺陷区域。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种棉花加工生产质量检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：获取待检测皮辊棉的表面图像；基于所述表面图像中像素点的像素值，对所述表面图像中所有像素点进行聚类获得聚类簇；根据各像素点与其所在的聚类簇的中心点之间的距离和各像素点所在的聚类簇中像素点的数量，得到各像素点的异常可能性；获取所述表面图像中每个设定方向上与各像素点距离最近预设数量的像素点，作为各像素点在每个设定方向上对应的特征像素点；以所述表面图像中的各像素点为轴心，将与每个设定方向的夹角小于预设角度的各方向作为每个设定方向对应的特征方向；根据所述特征像素点的像素值以及特征方向上像素点的像素值，计算各像素点在每个设定方向上对应的影响程度；根据各像素点在每个设定方向上对应的特征像素点的异常可能性、各像素点在每个设定方向上对应的特征像素点的像素值和所述影响程度，确定各像素点在每个设定方向上对应的权值；根据各像素点的像素值、各像素点在每个设定方向上对应的特征像素点的像素值、所述影响程度和所述权值，得到各像素点的异常程度；基于所述各像素点的异常程度，获取所述表面图像中的缺陷区域；基于所述缺陷区域的面积，确定待检测皮辊棉的生产质量。2.根据权利要求1所述的一种棉花加工生产质量检测方法，其特征在于，所述根据各像素点与其所在的聚类簇的中心点之间的距离和各像素点所在的聚类簇中像素点的数量，得到各像素点的异常可能性，包括：对于所述表面图像中的第i个像素点：将第i个像素点与其所在的聚类簇的中心点之间的距离记为目标距离；统计所述表面图像中与第i个像素点所在的聚类簇的中心点之间的距离为目标距离的像素点的数量，记为第一数量，将所述第一数量与预设调整参数之和记为第一特征指标，将第一特征指标的倒数记为第一倒数，将第i个像素点所在的聚类簇中像素点的数量的倒数记为第二倒数，计算所述第一倒数、所述第二倒数以及所述目标距离三者的乘积，作为第i个像素点的异常可能性。3.根据权利要求1所述的一种棉花加工生产质量检测方法，其特征在于，所述根据所述特征像素点的像素值以及特征方向上像素点的像素值，计算各像素点在每个设定方向上对应的影响程度，包括：对于所述表面图像中的第i个像素点：基于第i个像素点在各设定方向上对应的特征像素点中每两个相邻特征像素点的像素值的差值的绝对值，构建第i个像素点在各设定方向上对应的像素差异序列；根据第i个像素点在第k个设定方向上对应的像素差异序列以及第k个设定方向对应的特征方向上像素点的像素值，采用如下公式计算第i个像素点在第k个设定方向上对应的影响程度：其中，为第i个像素点在第k个设定方向上对应的影响程度，为第i个像素点在第k
个设定方向上对应的像素差异序列中元素的均值，为除第k个设定方向外其他设定方向的数量，为第i个像素点在除第k个设定方向外的第v个设定方向上对应的像素差异序列中元素的均值，为第i个像素点在除第k个设定方向外的第v个设定方向上对应的像素差异序列中元素的方差，为第i个像素点在第k个设定方向上对应的第j个特征像素点的像素值，为第k个设定方向对应的第f个特征方向上第j个像素点的像素值，为第k个设定方向与其对应的第f个特征方向之间的夹角，为第i个像素点在任一设定方向上对应的特征像素点的数量，为第k个设定方向对应的特征方向的个数，为预设调整参数，为取绝对值。4.根据权利要求3所述的一种棉花加工生...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾庆源，李伟才，李奉伟，
申请(专利权)人：金乡县利顺祥棉业有限公司，
类型：发明
国别省市：