一种基于数字图像的卷烟包装材料色差检测方法技术

本发明专利技术提供一种基于数字图像的卷烟包装材料色差检测方法，包括：对各牌号的卷烟包装材料建立标准的模版图像数据库，设置图像采集装置对卷烟包装材料进行图像采集并进行对齐处理，以得到与模板图像对齐的样本图像；获取待检牌号的卷烟包装材料对应的模版图像和样本图像，通过映射获取模版图像和样本图像的对应区域，并进行聚类算法处理得到主色调数据，以对异常数据进行剔除处理；根据处理后的色调数据计算对应区域不同色调的

【技术实现步骤摘要】
一种基于数字图像的卷烟包装材料色差检测方法


[0001]本专利技术涉及卷烟包装材料色差检测的
，尤其涉及一种基于数字图像的卷烟包装材料色差检测方法
。

技术介绍

[0002]卷烟材料不仅展现了企业卷烟产品的外在形象，还具有产品的防伪功能
。
卷烟材料质量是卷烟产品质量的重要内容，卷烟材料颜色差异直接影响消费者的直观感受，其质量状况对品牌发展具有重要影响
。
为保证进入市场环节产品的质量，卷烟制造企业对卷烟材料的色差会进行严格的检测
。
[0003]近年来，许多卷烟产品在卷烟材料设计上融入更多复杂材料
、
科技
、
时尚元素
。
为满足产品发展的需要，卷烟企业对卷烟条材料质量检测要求也在不断的提高，传统的卷烟材料色差检测主要采用标准光源人工目测法和分光光度色差仪方法
。
主观目测法：主观目测法是在特定光源
(D65)
条件下检验员人为的对比卷烟包装材料和标准材料，依据检验员的视觉来评价包装之间的颜色差异和外观缺陷，对不同批次材料的色差进行定性地评估
。
这种完全主观评价方法，很容易受到检测人员的经验
、
心理以及生理等各种因素的影响，不同检验员对色差质量评判的标准会有所差别，导致检测结果的准确性和稳定性较差
。
色度检测法：主要使用的检测装置是分光光度色差仪
。
分光光度色差仪主要是针对颜色上面可见光谱的每个波长光的反射率来进行测量
。
存在的问题：色差仪测量区域必须为同色区域，测量区域通常在
(4
～
8mm)x(4
～
8mm)
之间，而对于小区块的材料
、
复杂不规则底纹和镭射材料等，使用色差仪无法准确识别，导致检测结果的精确性和稳定性都较差
。
测量同一样品不同位置的颜色信息时，需要人工多次移动进行检测位置定位，存在测量工作量大
、
效率低的缺点
。
因此，如何对卷烟包材料的色差进行准确和便捷检测，以提高色差检测效率和精准性，具有重要的意义
。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种基于数字图像的卷烟包装材料色差检测方法，解决现有卷烟包材料色差检测存在效率低和准确率不高的问题，能提高卷烟包材料的色差检测的准确性和效率
。
[0005]为实现以上目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]一种基于数字图像的卷烟包装材料色差检测方法，包括：
[0007]对各牌号的卷烟包装材料建立标准的模版图像数据库，设置图像采集装置对卷烟包装材料进行图像采集并进行对齐处理，以得到与模板图像对齐的样本图像；
[0008]获取待检牌号的卷烟包装材料对应的模版图像和所述样本图像，通过映射获取所述模版图像和所述样本图像的对应区域，并进行聚类算法处理得到主色调数据，以对异常数据进行剔除处理；
[0009]根据处理后的色调数据计算对应区域不同色调的
RGB
平均值，并通过颜色空间转
换至
CIE
空间下的
Lab
值；
[0010]根据所述模版图像和所述样本图像对应区域的所述
Lab
值进行色差计算，并相应区域进行色差比对
。
[0011]优选的，所述通过映射获取所述模版图像和所述样本图像的对应区域，并进行聚类算法处理得到主色调数据，包括：
[0012]选取所述模版图像的设定区域进行
k
‑
means
聚类处理，聚类出该区域的主要色调数据；
[0013]根据所述模版图像的设定区域坐标进行映射到所述样本图像中，并对所述样本图像对应区域进行
K
‑
means
处理，聚类出对应区域的主要色调数据
。
[0014]优选的，所述进行对齐处理，包括：
[0015]对所述模版图像和所述样本图像搜索所有尺度上的图像位置，并识别潜在的对于尺度和旋转不变的特征点；
[0016]确定所述特征点的位置和尺度，并去除低对比度和不稳定的特征点；
[0017]基于图像局部的梯度方向，分配给每个所述特征点的位置一个或多个方向；
[0018]将检测出的含有位置
、
尺度和方向的所述特征点作为所述模版图像和所述样本图像对应的
Sift
特征点
。
[0019]优选的，所述对所述模版图像和所述样本图像搜索所有尺度上的图像位置，并识别潜在的对于尺度和旋转不变的特征点，包括：
[0020]建立图像的尺度空间，以模拟图像的多尺度特征；
[0021]将二维图像的尺度空间
L(x,y,
σ
)
定义为原图像
I(x,y)
与一个可变尺度的二维高斯函数
G(x,y,
σ
)
的卷积，如下式所示：
[0022]L(x,y,
σ
)
＝
G(x,y,
σ
)*I(x,y)
；
[0023][0024]其中，
σ
表示尺度空间因子，以表征图像模糊平滑处理的程度，
σ
值越小表示图像被平滑的越少，
(x,y)
代表二维图像中的像素位置；
[0025]构建高斯差分尺度空间如下式所示：
[0026]D(x,y,
σ
)
＝
[G(x,y,k
σ
)
‑
G(x,y,
σ
)]*I(x,y)
＝
L(x,y,k
σ
)
‑
L(x,y,
σ
)
；其中，
k
是一个表示相邻尺度空间倍数的常数；
[0027]SIFT
将图像金字塔中每两组第二层和第三层图像的每一个像素点与其全部相邻的而像素点进行比较，如果该像素点均大于或小于其他图像域和尺度域的所有相邻像素点，则该像素点为极值点
。
[0028]优选的，所述确定所述特征点的位置和尺度，并去除低对比度的关键点和不稳定的边缘响应点，包括：
[0029]通过尺度空间
DoG
函数进行曲线拟合寻找极值点，并剔除低对比度的特征点：
[0030]拟合函数为其中，
X
＝
(x,y,
σ
)
T
；
[0031]对所述拟合函数求导，并令方程等于0，得以得到极值的偏移量为：
[0032]然后再把求得的
Δ
x
带入
D(x)
的泰勒展开式中，得到：其中，代表相对插值中心的偏本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于数字图像的卷烟包装材料色差检测方法，其特征在于，包括：对各牌号的卷烟包装材料建立标准的模版图像数据库，设置图像采集装置对卷烟包装材料进行图像采集并进行对齐处理，以得到与模板图像对齐的样本图像；获取待检牌号的卷烟包装材料对应的模版图像和所述样本图像，通过映射获取所述模版图像和所述样本图像的对应区域，并进行聚类算法处理得到主色调数据，以对异常数据进行剔除处理；根据处理后的色调数据计算对应区域不同色调的
RGB
平均值，并通过颜色空间转换至
CIE
空间下的
Lab
值；根据所述模版图像和所述样本图像对应区域的所述
Lab
值进行色差计算，并相应区域进行色差比对
。2.
根据权利要求1所述的基于数字图像的卷烟包装材料色差检测方法，其特征在于，所述通过映射获取所述模版图像和所述样本图像的对应区域，并进行聚类算法处理得到主色调数据，包括：选取所述模版图像的设定区域进行
k
‑
means
聚类处理，聚类出该区域的主要色调数据；根据所述模版图像的设定区域坐标进行映射到所述样本图像中，并对所述样本图像对应区域进行
K
‑
means
处理，聚类出对应区域的主要色调数据
。3.
根据权利要求2所述的基于数字图像的卷烟包装材料色差检测方法，其特征在于，所述进行对齐处理，包括：对所述模版图像和所述样本图像搜索所有尺度上的图像位置，并识别潜在的对于尺度和旋转不变的特征点；确定所述特征点的位置和尺度，并去除低对比度和不稳定的特征点；基于图像局部的梯度方向，分配给每个所述特征点的位置一个或多个方向；将检测出的含有位置
、
尺度和方向的所述特征点作为所述模版图像和所述样本图像对应的
Sift
特征点
。4.
根据权利要求3所述的基于数字图像的卷烟包装材料色差检测方法，其特征在于，所述对所述模版图像和所述样本图像搜索所有尺度上的图像位置，并识别潜在的对于尺度和旋转不变的特征点，包括：建立图像的尺度空间，以模拟图像的多尺度特征；将二维图像的尺度空间
L(x,y,
σ
)
定义为原图像
I(x,y)
与一个可变尺度的二维高斯函数
G(x,y,
σ
)
的卷积，如下式所示：
L(x,y,0)
＝
G(x,y,0)*I(x,y)
；其中，
σ
表示尺度空间因子，以表征图像模糊平滑处理的程度，
σ
值越小表示图像被平滑的越少，
(x,y)
代表二维图像中的像素位置；构建高斯差分尺度空间如下式所示：
D(x,y,
σ
)
＝
[G(x,y,k
σ
)
‑
G(x,y,
σ
)]*I(x,y)
＝
L(x,y,k
σ
)
‑
L(x,y,
σ
)
；其中，
k
是一个表示相邻尺度空间倍数的常数；
SIFT
将图像金字塔中每两组第二层和第三层图像的每一个像素点与其全部相邻的而像素点进行比较，如果该像素点均大于或小于其他图像域和尺度域的所有相邻像素点，则
该像素点为极值点
。5.
根据权利要求4所述的基于数字图像的卷烟包装材料色差检测方法，其特征在于，所述确定所述特征点的位置和尺度，并去除低对比度的关键点和不稳定的边缘响应点，包括：通过尺度空间
DoG
函数进行曲线拟合寻找极值点，并剔除低对比度的特征点：拟合函数为其中，
X
＝
(x,y,
σ
)
T
；对所述拟合函数求导，并令方程等于0，得以得到极值的偏移量为：然后再把求得的
Δ
x
带入
D(x)
的泰勒展开式中，得到：其中，代表相对插值中心的偏移量；当在任一维度上的偏移量大于
0.5
时，则意味着插值中心已经偏移到它的邻近点，必须改变当前特征点的位置；进而在新的位置上反复插值直到收敛，在超出所设定的迭代次数或者超出图像边界的范围时，则剔除相应的点
。6.
根据权利要求5所述的基于数字图像的卷烟包装材料色差...

【专利技术属性】
技术研发人员：李超，饶小燕，王岩，甘益员，
申请(专利权)人：河南中心线电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：