CN104493874A - 一种白纸疵点裁切区域的自动定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种白纸疵点裁切区域的自动定位方法，包括：成功连接数据库；采集白纸图像并预处理；对预处理图像分割和分割后处理；判断白纸有无疵点。对于无疵点图像，判断是否需要累加对应的白纸纵向长度以及记录其无疵点信息；对于有疵点图像，将疵点按其特征值，分为单个大疵点、多个大疵点和小疵点图像。分别确定单个大疵点和多个大疵点裁切区域的位置。对于小疵点图像，判断是否满足裁切条件。如果不满足裁切条件，则累加该图像的小疵点数以及对应的白纸纵向长度；如果满足裁切条件，则确定小疵点裁切区域的位置。本发明可取代人工对白纸裁切区域定位，为裁切工序提供准确、客观的定位信息，并提高裁切效率。

Description

一种白纸疵点裁切区域的自动定位方法

技术领域

本发明涉及一种白纸疵点裁切区域的自动定位方法，属于造纸质量检测技术领域。

背景技术

生产出来的白纸需经过裁切工序，裁切其中的疵点区域。对于疵点区域的裁切，目前我国主要由人工根据白纸生产质量要求进行判断。人工判断的效率较低，而且判断结果不可避免地受到人为因素的影响。以一种基于图像处理技术的白纸疵点裁切区域的自动定位方法代替人工判断，不仅可以保证白纸疵点裁切区域的定位客观、准确和高效，而且可以促进造纸产业升级，提升其竞争力。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明一种白纸疵点裁切区域的自动定位方法，以机器视觉代替人工，并依据白纸的生产质量要求，对白纸疵点裁切区域进行定位，从而提高定位效率，并使定位结果更为客观和准确。对于白纸疵点区域的裁切，目前我国还没有统一的国家标准，也没有形成统一的行业标准，主要由厂家根据生产质量要求给出标准。该标准一般从疵点的大小和分布在白纸中的密集程度两方面来制定。所谓密集程度是指白纸纵向长度中分布的疵点数。由厂家提供的白纸疵点裁切区域的定位标准如表1所示。

表1 白纸疵点裁切区域的定位标准

技术方案：一种白纸疵点裁切区域的自动定位方法，生产出来的白纸进入裁切工序后，将根据要求裁切其疵点区域。为此，根据白纸疵点裁切区域的判定标准，在白纸生产中，对其疵点裁切区域的自动定位，包括如下步骤：

第一步，连接数据库。

第二步，采集白纸图像，分割以及包括去除伪疵点、小噪声点、以及对疵点数n进行标识的分割后处理。其中，采集图像大小h×w，对应白纸纵向和横向大小H×W。

第三步，提取特征值面积，判断有无疵点。

(一)无疵点图像

根据小疵点的累计数据sum，判断是否需要累加该无疵点图像对应的白纸纵向长度。

1、小疵点的累计数据sum＝0

说明小疵点分布在白纸纵向上的长度length还没有开始累计，length＝0。

若定位没有结束，则进入第二步。

2、sum≠0

说明length已开始累计，因此需计及这幅无疵点图像对应的白纸长度H：length＝length+H。根据白纸疵点裁切区域的定位标准(参见表1)，判断累计长度length是否满足表1中裁切的长度要求并进行以下处理：

(1)累计长度length不满足裁切长度要求

这幅图像疵点数尽管为零，但仍需写入数组保存。

若定位没有结束，则进入第二步。

(2)累计长度length满足裁切长度要求

参与累计的第一幅图像将退出累计。相应地，小疵点的累计数据sum将减去其标识的疵点数；白纸的纵向累计长度length也将减去其反映的长度H；在存放疵点数的数组中，数据的次序也要调整：排头的疵点数将随之移走，后面的将依次前移。

若定位没有结束，则进入第二步。

(二)有疵点图像

进入第四步。

第四步，根据图像中疵点的特征值面积A和表1中的标准，判断疵点图像是大疵点图像还是小疵点图像

1、大疵点图像

根据疵点标识的个数n分为单个大疵点图像和多个大疵点图像。

(1)单个大疵点裁切区域的定位

对图像中疵点引入最小外接矩形窗，提取疵点的最小外接矩形的四角坐标，如图1所示。裁切时，沿纸张横幅裁切。因此，只需记录裁切点的纵向位置。找出四角纵坐标中的最大值y_max与最小值y_min。

根据采集图像大小h×w，对应白纸纵向和横向大小H×W，采集图像数count幅，可确定单个大疵点图像裁切的起始位置为：

可确定单个大疵点图像裁切的终止位置为：

式(1)和式(2)中的余量可根据表(1)中的标准确定。

将单个疵点裁切区域的定位信息记入数据库。另外，将sum、length以及存放参与累计的疵点数的数组归零。判断是否结束定位，若没有则进入第二步。

(2)多个大疵点裁切区域的定位

提取多个大疵点图像中每个疵点的最小外接矩形的四角坐标，找出所有纵坐标中的最小值y_min和最大值y_max。若采集图像大小h×w，对应白纸纵向和横向大小H×W，采集图像数count幅，则根据式(1)可确定多个大疵点图像裁切的起始位置；根据式(2)可确定多个大疵点图像裁切的终止位置。其中，式(1)和式(2)中的余量可根据表(1)中的标准确定。

将多个疵点裁切区域的定位信息记入数据库。另外，将sum、length以及存放参与累计的疵点数的数组归零。判断是否结束定位，若没有则进入第二步。

2、如果是小疵点图像

对该图像的小疵点数进行累加。判断累计的小疵点数sum是否满足表1的要求，并相应地进行以下处理：

(1)累计的小疵点数没达到表1的要求

说明小疵点数还需继续累计。此外，累加该图像对应的白纸纵向长度H：length＝length+H。进一步判断小疵点在白纸纵向分布的长度length是否满足表1的标准，并进行以下处理

①length没达到表1的标准

将这幅图像的疵点数写入数组保存。

判断是否结束定位，若没有则进入第二步

②length满足表1的标准

参与累计的第一幅图像将退出累计。相应地，累计的小疵点数sum将减去其疵点数；累计长度length将减去其反映的白纸纵向长度；在存放疵点数的数组中，数据存放次序也要调整：排头的疵点数将随之移走，后面的将依次前移。

判断是否结束定位，若没有则进入第二步

(2)小疵点累计数达到表1的要求

可对小疵点裁切区域定位。小疵点裁切区域定位方法：

提取该小疵点图像中每一个疵点的质心坐标，找出所有纵坐标中的最小值y_min。根据采集图像大小h×w，对应白纸纵向和横向大小H×W，采集图像数count幅，以及参与累计的小疵点分布在白纸纵向上的长度length，可确定小疵点裁切区域的起始位置为count×H-length，并且根据式(2)确定小疵点裁切区域的终止位置。将小疵点裁切区域的定位信息记入数据库。另外，将sum、length以及存放参与累计的疵点数的数组归零。判断是否结束定位，若没有则进入第二步。

有益效果：与现有技术相比，本发明提供的白纸疵点裁切区域的自动定位方法，可取代人工对白纸疵点裁切区域定位，具有准确、客观，高效等优点。

附图说明

图1是白纸疵点最小外接矩形四角坐标；

图2是本发明的方法流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

如图2所示，白纸疵点裁切区域定位方法，包括如下步骤：

第一步，连接数据库

第二步，采集白纸图像

采集图像大小h×w，对应白纸纵向和横向大小H×W。15000m(参见表1)长白纸大约需要采集g幅图像。

第三步，对采集的图像进行预处理，分割处理以及分割后处理

分割后处理包括祛除伪疵点和小噪声点以及对疵点数n进行标识。

第四步，判断有无疵点

1、如果没有疵点，判断小疵点的累计数sum是否为零。

(1)sum＝0

判断定位有无结束。若没有结束，则返回第二步。

(2)sum≠0

从开始累计小疵点数的图像起到刚采集的这幅图像止，若采集的图像数为i幅，这期间白纸在纵向上走纸的累计长度length为：length＝length+H＝i×H。判断length是否小于15000m(参加表1)

①length<15000m

将这幅图像标识的疵点个数写入数组：

a[i-1]＝0。

判断定位有无结束。若没有结束，则返回第二步。

②length≥15000m

白纸纵向累计长度需减去开始累计的第一幅图像长度：length＝length-H

小疵点累计数sum需减去开始累计的第一幅图像的疵点数：sum＝sum-a[0]；

数组中，参与累计的每幅图像疵点数的存放顺序随之调整为：

a[0]＝a[1],a[1]＝a[2],······,a[g-2]＝a[g-1]

判断定位有无结束。若没有结束，则返回第二步。

2、如果有疵点，则需进入第五步。

第五步，判断疵点面积A是否大于15mm²(参见表1)

1.若图像中有疵点的面积A>15mm²，则为大疵点图像。判断所标识的图像的疵点数n是否大于1

(1)n≤1，可为单个大疵点图像。

裁切时，由于沿纸张横幅裁切，因此只需记录裁切的纵向位置。

首先，提取该疵点的最小外接矩形的四角坐标。在四角纵坐标中，找出最大值y_max与最小值y_min。

其次，从开始采集时计至此，若这是第countS幅图像，则单个大疵点裁切的起始位置为：

其中，余量根据表1确定。

单个大疵点裁切的终止位置为：

其中，余量根据表1确定。

然后，将单个大疵点裁切的位置信息写入数据库

接着，将小疵点的累计数sum及其分布的白纸纵向长度的累计数length归零，同时将存放参与累计的每幅图像疵点数的数组也归零：sum＝0；length＝0；a[0]＝a[1]＝······＝a[g-1]＝0。

最后，判断定位是否结束。若没有结束，则返回第二步。

(2)n>1，则为多个大疵点图像。

首先，提取每个疵点的最小外接矩形的四角坐标(如图1所示)。找出所有纵坐标中的最小值y_min和最大值y_max。

其次，若从开始采集时计，这是第countM幅图像，则

多个大疵点裁切的起始位置为：

多个大疵点裁切的终止位置则为：

然后，将多个大疵点裁切的位置信息写入数据库

接着，sum＝0；a[0]＝a[1]＝······＝a[g-1]＝0；length＝0。

最后，判断定位是否结束。若没有结束，则返回第二步。

2、若图像中的疵点均满足面积A<15mm²，则为具有小疵点的图像。计及该图像的疵点数，小疵点累计数为：sum＝sum+n。然后判断sum是否大于500(参见表1)。

(1)sum≤500

若从小疵点数累计开始计至此，采集的图像为j幅，则length＝length+H＝j×H。然后判断length是否小于15000m

①length≥15000m

sum＝sum-a[0]；

length＝length-H＝(j-1)×H；

a[0]＝a[1],a[0]＝a[1],······,a[g-2]＝a[g-1]。

判断定位是否结束。若没有结束，则返回第二步。

②length<15000m

a[j-1]＝n

判断定位是否结束。若没有结束，则返回第二步。

(2)sum≥500

首先，提取小疵点图像中疵点的质心坐标，找出所有纵坐标中的最小值y_min。其次，若从开始采集时计，这是第countP幅图像，则

小疵点裁切区域的起始位置为：(countP-g)×H；

小疵点裁切区域的终止位置为：

然后，将小疵点裁切的位置信息写入数据库。

接着，sum＝0；a[0]＝a[1]＝······＝a[g-1]＝0；length＝0。

最后，判断定位是否结束。若没有结束，则返回第二步。

Claims (9)

1.一种白纸疵点裁切区域的自动定位方法，其特征在于，包括如下步骤：

首先，成功连接数据库，图像采集和预处理；对预处理图像分割和分割后处理；其次，判断有无疵点；对于无疵点图像，判断是否需要累加其反映的白纸纵向长度以及是否需要记录其无疵点信息；对于有疵点图像，根据疵点特征值，判断其属于需要裁切的大疵点还是裁切待定的小疵点；然后，对于大疵点，判断是单个还是多个；若是单个，确定其裁切区域的位置；若是多个，确定其裁切区域的位置；紧接着，对于小疵点，判断是否满足裁切要求；若不满足裁切要求，根据白纸疵点裁切区域的判定标准，累加该图像的小疵点数及其在白纸纵向的长度；若满足裁切要求，则确定其裁切区域的位置；最后，将裁切区域的定位信息存入数据库。

2.根据权利要求1所述的白纸疵点裁切区域的自动定位方法，其特征在于，根据白纸疵点裁切区域的判定标准，按照疵点面积将图像分为小疵点图像和大疵点图像；根据疵点标识数，大疵点图像分为单个大疵点图像和多个大疵点图像。

3.根据权利要求2所述的白纸疵点裁切区域的自动定位方法，其特征在于，对单个大疵点图像，取疵点最小外接矩形的四角坐标，并确定出四角纵坐标中的最大值y_max与最小值y_min。

4.根据权利要求1或3所述的白纸疵点裁切区域的自动定位方法，其特征在于，根据采集图像大小h×w，对应白纸纵向和横向大小H×W，采集图像数count幅，可确定单个大疵点裁切的起始位置：以及单个大疵点裁切的终止位置：

5.根据权利要求4所述的白纸疵点裁切区域的自动定位方法，其特征在于，余量可根据白纸疵点裁切区域的判定标准确定。

6.根据权利要求2所述的白纸疵点裁切区域的自动定位方法，其特征在于，对于多个大疵点图像，取每个疵点最小外接矩形的四角坐标，在所有纵坐标中确定最小值y_min和最大值y_max。

7.根据权利要求2所述的白纸疵点裁切区域的自动定位方法，其特征在于，对于小疵点图像，提取每一个疵点的质心坐标，找出所有纵坐标中的最小值y_min。

8.根据权利要求1所述的白纸疵点裁切区域的自动定位方法，其特征在于，根据白纸疵点裁切区域的判定标准，确定满足裁切要求的小疵点的累计数，并根据该标准确定白纸纵向长度的累计数。

9.根据权利要求1或8所述的白纸疵点裁切区域的自动定位方法，其特征在于，小疵点数及其在白纸纵向长度的累计方法如下：

当采集到小疵点图像时，计及其标识的疵点数n，小疵点数累加为：sum＝sum+n；计及其对应的白纸纵向长度H，白纸纵向长度累加为：length＝length+H；记录该小疵点图像标识的疵点数n；

如果小疵点的累计数sum达到裁切要求，则对其裁切区域定位，然后将小疵点累计数据sum和白纸纵向累计长度length归零，并将存放参与累计的每幅图像疵点数的数组归零；

如果小疵点的累计数sum没达到裁切要求，但白纸纵向累计长度length达到了最大累计值，则参与累计的第一幅图像将退出累计；相应地，小疵点数的累计sum将减去其疵点数；白纸纵向累计的长度length将减去其对应的白纸纵向长度；存放疵点数的数组中，数据的存放次序应调整：随着排头疵点数移走，存放在其后的疵点数将依次前移；

当采集的图像是单个或者多个大疵点图像时，确定其裁切区域的位置，小疵点累计数据sum和白纸纵向累计长度length将归零，存放参与累计的每幅图像疵点数的数组也将归零；

当采集到无疵点图像时，如果小疵点累计数sum＝0，说明小疵点还没开始累计，因此白纸纵向累计长度length以及存放参与累计的每幅图像疵点数的数组都处于归零；如果小疵点累计数sum≠0，说明小疵点已经开始累计；因此，需计及该无疵点图像对应的白纸纵向长度H：length＝length+H；小疵点数累计为：sum＝sum+0＝sum；另外，记录该图像零疵点信息。