【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于织物纹理分析，涉及一种基于傅里叶变换的织物纹理规则度计算方法。
技术介绍
1、纹理是自然界普遍存在的视觉现象，也是计算机视觉和图像处理领域研究的重要方向之一。纹理一般可以分为规则纹理和随机纹理，其中规则纹理由大量固定大小的重复基元构成，且具有很规则的空间分布；反之，随机纹理的基元排列无规则，没有固定基元结构。织物尤其是指机织物，它由经纬纱线按照一定的规律相互交织而成，所形成的纹理基元排列具有高度的规则性，属于典型的规则或近似规则纹理。作为织物图像的重要特征之一，纹理的规则度指的是纹理基元有序程度，它是描述织物纹理特征和质量评价的基础，也是纹理分类、图像检索以及疵点检测等应用的基础。虽然织物纹理规则度非常重要，但其相关研究较少。
2、文献（利用累加距离匹配函数的纹理规则度计算方法[j]. 计算机辅助设计与图形学学报 2015, 27 (10), 1874-1880.）以累加距离匹配函数为基础，利用其曲线上波峰、波谷的数量和位置等相互关系计算纹理的规则性，但其精度过于依赖峰值点的定位，对于周期过小的纹理适应性较差，同时利用行方向和列方向的平均规则度来表示整体规则度时，若存在某一方向规则尺度较低的现象时，将拉低纹理的整体规则性，造成结果的不准确性。
3、因此，研究一种基于傅里叶变换的织物纹理规则度计算方法，以解决上述问题具有十分重要的意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是解决现有技术中检测方法不足，考虑到织物为柔性体且重复模式尺寸较小，所形成的
2、为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种基于傅里叶变换的织物纹理规则度计算方法，首先对织物图像纹理方向进行估计得到织物主纹理方向角度α，然后根据主纹理方向角度α对织物图像进行旋转，再进行二维傅里叶变换，获取频域图，之后对频域图分别进行水平投影和垂直投影，获得两个一维投影曲线，并从两个一维投影曲线中提取有效峰值点，最后基于提取的有效峰值点计算织物纹理规则度；
4、傅里叶变换实质是对图像水平和垂直方向的频率进行变换，若图像水平和垂直方向纹理并不明显，获得的两个一维投影曲线也会受影响，进而影响后续的织物纹理规则度的计算，因此，在进行二维傅里叶变换前，做了一个纹理方向的优选（即估计得到织物主纹理方向角度α），这能让水平和垂直投影可以更好的表征织物纹理的规则度。
5、作为优选的技术方案：
6、如上所述的一种基于傅里叶变换的织物纹理规则度计算方法，对织物图像纹理方向进行估计的具体步骤如下：
7、（1）在织物图像上提取一个圆形区域，圆形区域半径为w个像素，圆心位于织物图像水平和垂直方向的中点；
8、（2）提取所述圆形区域水平直径方向的像素点进行自相关函数曲线计算；
9、（3）提取自相关函数曲线的第一谷值点t1和第一峰值点t2，计算它们的绝对差值p=|t1-t2|；
10、（4）以水平直径方向为0度，以直径中点为原点将水平直径对应的那一行织物图像数据依次逆时针旋转1度、2度、3度、4度…90度，重复步骤（2）~（3），分别提取不同直径方向像素点的绝对差值p；由于织物纹理主方向的旋转不会太大，因此，逆时针旋转的最大值为90度就足够使用了；
11、（5）搜索步骤（4）中不同直径方向所得绝对差值的最大值所对应的角度，即织物主纹理方向角度α。
12、如上所述的一种基于傅里叶变换的织物纹理规则度计算方法，步骤（1）中w为100~120。
13、如上所述的一种基于傅里叶变换的织物纹理规则度计算方法，步骤（3）提取自相关函数曲线的第一谷值点t1和第一峰值点t2，是指从自相关函数曲线左边第一个点进行搜索，找到第一谷值点记为t1，对应的水平位置为d1，接着以d1为起点继续向右搜索峰值点，并记录找到第一峰值点记为t2，对应的水平位置为d2；若无法找到第一谷值点t1或第一峰值点t2，则直接令p=0；若能够同时找到t1和t2，且满足：d2- d1 < 5或d2 - d1 > w/10，同样直接令p=0，d2- d1的范围如此设定，是为了排除干扰点。
14、如上所述的一种基于傅里叶变换的织物纹理规则度计算方法，频域图的获取过程为：首先将织物图像转化为8位灰度图像，然后将所述8位灰度图像以图形中心为原点逆时针旋转α的角度，并对旋转后的图像进行二维傅里叶变换；接着将二维傅里叶变换后的实部和虚部进行取模运算得到不同频率成分的幅值；最后对所得的不同频率成分的幅值进行中心化（其目的是将频谱的直流分量（即零频率分量）放置在频谱的中心位置），获得频域图。
15、如上所述的一种基于傅里叶变换的织物纹理规则度计算方法，两个一维投影曲线的获取过程为：先将获得的频域图分布沿水平方向和垂直方向进行投影（所述投影是指将频域图水平方向的行进行求和或将频域图垂直方向的列进行求和），得到频域图的水平投影曲线和垂直投影曲线，再分别将水平投影曲线和垂直投影曲线进行归一化，获得所述两个一维投影曲线。
16、如上所述的一种基于傅里叶变换的织物纹理规则度计算方法，归一化的方法是将水平投影曲线和垂直投影曲线分别除以各自的最大值，归一化后所得区间为[0,1]。
17、如上所述的一种基于傅里叶变换的织物纹理规则度计算方法，从两个一维投影曲线中提取有效峰值点的具体步骤如下：
18、（1）对所得的两个一维投影曲线分别采用中值滤波进行滤波处理，目的是消除曲线的噪音干扰，滤波大小为5；
19、（2）由傅里叶频谱对称性可知，所得的投影曲线具有对称性，即沿曲线中点左右对称。为此，可以沿水平坐标中点向左右任一边搜索曲线的峰值点，此处选用沿水平坐标中点向右边进行峰值点搜索，并记录搜索到的峰值点，从左到右依次记为{k1, k2,.. , kn}，对应的位置记为{l1, l2,.. , ln}；
20、（3）令峰值点{k1, k2,.. , kn}的最大值和次大值分别km1和km2，对应的位置为lm1和lm2，如果km2 / km1 > 0.6，当0.6 >（lm1-l0）/（lm2-l0）>0.4，则有效峰值点为km2，否则，当满足lm1-l0 > 5且lm1-l0 < w/5，则有效峰值点为km1；其中，l0为一维投影曲线中点位置；上面的参数范围如此设定，是为了排除干扰。
21、如上所述的一种基于傅里叶变换的织物纹理规则度计算方法，沿水平坐标中点向右边进行峰值点搜索，是指当搜索到一个峰值点k后，再沿这个峰值点左右方向搜索离其最近的谷值点，并记其中较小的谷值点为g，若满足k-g > 0.3，则记录该峰值点及其位置，否则忽略再继续寻找；若没有满本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于傅里叶变换的织物纹理规则度计算方法，其特征在于：首先对织物图像纹理方向进行估计得到织物主纹理方向角度α，然后根据主纹理方向角度α对织物图像进行旋转，再进行二维傅里叶变换，获取频域图，之后对频域图分别进行水平投影和垂直投影，获得两个一维投影曲线，并从两个一维投影曲线中提取有效峰值点，最后基于提取的有效峰值点计算织物纹理规则度。
2.根据权利要求1所述的一种基于傅里叶变换的织物纹理规则度计算方法，其特征在于，对织物图像纹理方向进行估计的具体步骤如下：
3.根据权利要求2所述的一种基于傅里叶变换的织物纹理规则度计算方法，其特征在于，步骤（1）中W为100~120。
4.根据权利要求2所述的一种基于傅里叶变换的织物纹理规则度计算方法，其特征在于，步骤（3）提取自相关函数曲线的第一谷值点t1和第一峰值点t2，是指从自相关函数曲线左边第一个点进行搜索，找到第一谷值点记为t1，对应的水平位置为d1，接着以d1为起点继续向右搜索峰值点，并记录找到第一峰值点记为t2，对应的水平位置为d2；若无法找到第一谷值点t1或第一峰值点t2，则直接令P=0；若能
5.根据权利要求1所述的一种基于傅里叶变换的织物纹理规则度计算方法，其特征在于，频域图的获取过程为：首先将织物图像转化为8位灰度图像，然后将所述8位灰度图像以图形中心为原点逆时针旋转α的角度，并对旋转后的图像进行二维傅里叶变换；接着将二维傅里叶变换后的实部和虚部进行取模运算得到不同频率成分的幅值；最后对所得的不同频率成分的幅值进行中心化，获得频域图。
6.根据权利要求1所述的一种基于傅里叶变换的织物纹理规则度计算方法，其特征在于，两个一维投影曲线的获取过程为：先将获得的频域图分布沿水平方向和垂直方向进行投影，得到频域图的水平投影曲线和垂直投影曲线，再分别将水平投影曲线和垂直投影曲线进行归一化，获得所述两个一维投影曲线。
7.根据权利要求6所述的一种基于傅里叶变换的织物纹理规则度计算方法，其特征在于，归一化的方法是将水平投影曲线和垂直投影曲线分别除以各自的最大值，归一化后所得区间为[0,1]。
8.根据权利要求1所述的一种基于傅里叶变换的织物纹理规则度计算方法，其特征在于，从两个一维投影曲线中提取有效峰值点的具体步骤如下：
9.根据权利要求8所述的一种基于傅里叶变换的织物纹理规则度计算方法，其特征在于，沿水平坐标中点向右边进行峰值点搜索，是指当搜索到一个峰值点k后，再沿这个峰值点左右方向搜索离其最近的谷值点，并记其中较小的谷值点为g，若满足k-g > 0.3，则记录该峰值点及其位置，否则忽略再继续寻找；若没有满足条件的峰值点，则令织物纹理规则度为0。
10.根据权利要求1所述的一种基于傅里叶变换的织物纹理规则度计算方法，其特征在于，织物纹理规则度的计算公式如下：
...【技术特征摘要】
1.一种基于傅里叶变换的织物纹理规则度计算方法，其特征在于：首先对织物图像纹理方向进行估计得到织物主纹理方向角度α，然后根据主纹理方向角度α对织物图像进行旋转，再进行二维傅里叶变换，获取频域图，之后对频域图分别进行水平投影和垂直投影，获得两个一维投影曲线，并从两个一维投影曲线中提取有效峰值点，最后基于提取的有效峰值点计算织物纹理规则度。
2.根据权利要求1所述的一种基于傅里叶变换的织物纹理规则度计算方法，其特征在于，对织物图像纹理方向进行估计的具体步骤如下：
3.根据权利要求2所述的一种基于傅里叶变换的织物纹理规则度计算方法，其特征在于，步骤（1）中w为100~120。
4.根据权利要求2所述的一种基于傅里叶变换的织物纹理规则度计算方法，其特征在于，步骤（3）提取自相关函数曲线的第一谷值点t1和第一峰值点t2，是指从自相关函数曲线左边第一个点进行搜索，找到第一谷值点记为t1，对应的水平位置为d1，接着以d1为起点继续向右搜索峰值点，并记录找到第一峰值点记为t2，对应的水平位置为d2；若无法找到第一谷值点t1或第一峰值点t2，则直接令p=0；若能够同时找到t1和t2，且满足：d2- d1 < 5或d2 -d1 > w/10，同样直接令p=0。
5.根据权利要求1所述的一种基于傅里叶变换的织物纹理规则度计算方法，其特征在于，频域图的获取过程为：首先将织物图像转化为8位灰度图像，然后将所述8位灰度图像以图形中心...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵金广，沈建根，倪凤军，汤方明，任怀林，熊克，张元华，陈瑞，
申请(专利权)人：江苏恒力化纤股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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