CN114419039B - 一种基于模板匹配的装饰墙纸缺陷检测方法 - Google Patents

一种基于模板匹配的装饰墙纸缺陷检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于模板匹配的装饰墙纸缺陷检测方法，包括获取墙纸周期模板图像及待测墙纸图像，然后调整图像转灰度图像的权值来获取墙纸周期模板图像在第一主成分上的最大投影方差，根据最大投影方差确定其对应的最终权值和最终第一主成分方向，然后通过模板灰度图在最终第一主成分方向上的第一投影值及待测墙纸灰度图在最终第一主成分方向上的第二投影值来确定模板图像，通过待测墙纸图像与相对应的模板图像通过模板匹配确定缺陷区域，本发明方法提高了模板匹配的准确性和速度，进而保证缺陷位置的精确识别，实用性强，值得推广。

Description

一种基于模板匹配的装饰墙纸缺陷检测方法
技术领域
本发明涉及图像检测技术领域，具体涉及一种基于模板匹配的装饰墙纸缺陷检测方法。
背景技术
装饰墙纸美观且环保，已经逐渐代替传统涂料，随着墙纸需求量的增加，消费者对产品质量要求也有所提高。由于机械老化等原因使得生产出来的墙纸产品含有缺陷，质量不合格的墙纸产品流入市场将会对生产厂商产生巨大损失，不仅会影响厂商经济效益，而且会降低厂商的市场口碑，因此对于生产线上的产品检测显得格外重要。
针对墙纸缺陷检测，目前仍然主要采用的是人工检测，即通过人眼对产品进行检测。这样原始的方法在一定程度上不仅浪费人力财力，而且检测人员的工作强度非常之大。由于生产量越来越庞大，人工检测方式不仅显得笨拙，而且由于视觉疲劳等原因使得检测结果非常不准确。
现在墙纸生产线上的墙纸产品检测主要集中在硬件检测上，如均匀度、透气性、灯光等，同时一些在硬件基础上对墙纸印刷缺陷进行检测的***目前也在研究之中，但是检测时仍然需要一定的人力去判断产品质量；对于墙纸这类纹理具有周期性特性的，通过模板匹配来识别缺陷是快速且有效的方法，但是由于采样的随机性，导致当存在缺陷时，无法准确找到对应的模板，导致无法确定缺陷位置，因此，需要一种基于模板匹配的装饰墙纸缺陷检测方法。
发明内容
本发明提供一种基于模板匹配的提高缺陷检测的准确度的装饰墙纸缺陷检测方法，以解决现有的问题。
本发明的一种基于模板匹配的装饰墙纸缺陷检测方法采用如下技术方案：该方法包括：
S1、获取墙纸周期模板图像及待测墙纸图像，设定多组图像转灰度图像的权值，根据每一组权值将墙纸周期模板图像转换为一个模板灰度图；
S2、计算每个模板灰度图在其对应的第一主成分方向上的投影方差，获取所有投影方差中的最大投影方差，获取最大投影方差所对应的最终权值及最终第一主成分方向；
S3、根据最终权值将待测墙纸图像转化为待测灰度图，计算模板灰度图在最终第一主成分方向上的第一投影值及待测灰度图在最终第一主成分方向上的第二投影值；
S4、计算第一投影值和第二投影值的匹配度，根据匹配度得到墙纸的模板图像；
S5、获取待测墙纸图像与模板图像在相应的位置的灰度值的差值，根据差值和设定的差值阈值确定待测墙纸图像的缺陷区域。
优选的，计算每个模板灰度图在其对应的第一主成分方向上的投影方差的步骤包括：
对每个模板灰度图进行主成分分析；
根据下式（1）计算投影方差：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE002
（1）
其中，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE004
表示在某一组权值下模板灰度图中第
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE006
行
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE008
列的像素点的灰度值；
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE010
表示在某一组权值下及该权值对应的主成分方向上的特征向量的值；
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE012
表示某一组权值下模板灰度图中第
Figure 838209DEST_PATH_IMAGE006
行
Figure 796938DEST_PATH_IMAGE008
列的像素点在该权值对应的主成分方向的投影值，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE014
表示模板灰度图在主成分方向上的投影值的均值，且
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE016
，M表示周期模板图像的长度，N表示周期模板图像的宽度，m表示像素点的行位置坐标；n表示像素点的列位置坐标。
优选的，在某一组权值下模板灰度图中第
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE018
行
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE020
列的像素点的灰度值的步骤包括：
根据下式（2）计算灰度值：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE022
（2）
其中，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE024
表示墙纸周期模板图像中第
Figure 920752DEST_PATH_IMAGE006
行
Figure 205103DEST_PATH_IMAGE008
列像素点的红色通道分量；
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE026
表示墙纸周期模板图像中第
Figure 148788DEST_PATH_IMAGE006
行
Figure 176787DEST_PATH_IMAGE008
列像素点的绿色通道分量
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE028
表示墙纸周期模板图像中第
Figure 155107DEST_PATH_IMAGE006
行
Figure 79201DEST_PATH_IMAGE008
列像素点的蓝色通道分量，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE030
依次为图像转灰度图像中红色通道分量、绿色通道分量、蓝色通道分量的某一组权值。
优选的，计算模板灰度图在最终第一主成分方向上的第一投影值及待测灰度图在最终第一主成分方向上的第二投影值的步骤包括：
根据下式（3）分别计算第一投影值和第二投影值：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE032
（3）
其中，
Figure 510182DEST_PATH_IMAGE024
表示墙纸周期模板图像中第
Figure 76293DEST_PATH_IMAGE006
行
Figure 676163DEST_PATH_IMAGE008
列像素点的红色通道分量；
Figure 36738DEST_PATH_IMAGE026
表示墙纸周期模板图像中第
Figure 158277DEST_PATH_IMAGE006
行
Figure 324816DEST_PATH_IMAGE008
列像素点的绿色通道分量
Figure 215412DEST_PATH_IMAGE028
表示墙纸周期模板图像中第
Figure 746888DEST_PATH_IMAGE006
行
Figure 355723DEST_PATH_IMAGE008
列像素点的蓝色通道分量；
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE034
表示最大投影方差所对应的最终权值；
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE036
最终第一主成分方向上的特征向量，其中，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE038
，表示该特征向量的第
Figure 857112DEST_PATH_IMAGE008
个值。
优选的，计算第一投影值和第二投影值的匹配度的步骤包括：
根据下式（4）计算匹配度：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE040
（4）
其中，设
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE042
为待测灰度图中第
Figure 602214DEST_PATH_IMAGE018
行像素点在最终第一主成分方向上的第一投影值，设
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE044
为待测灰度图中第
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE046
行像素点在最终第一主成分方向上的第二投影值，则
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE048
表示模板灰度图中第
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE050
行像素点在最终主成分方向上的第一投影值，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE052
表示待测灰度图中第
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE054
行像素点在最终主成分方向上的第二投影值，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE056
为第一个使得
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE058
时的行数
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE060
，表示待测墙纸图像的第二序列值，则
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE062
为
Figure 960383DEST_PATH_IMAGE058
时对应的行数
Figure 56515DEST_PATH_IMAGE006
，表示墙纸周期模板图像的第一序列值，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE064
表示第一投影值与第二投影值相等的数量。
优选的，根据匹配度得到墙纸的模板图像的步骤包括：
获取所有匹配度中的最大匹配度；
获取最大匹配度对应的第一序列值；
根据第一序列值获取该第一序列值前后的所有序列值，所有序列值的集合即为最大匹配度时的序列；
序列中的每个序列值与墙纸周期模板灰度图上对应的行像素点组成的图像即为的待测墙纸图像对应的模板图像。
优选的，还包括根据缺陷区域对缺陷进行识别，确定缺陷类型：
对缺陷区域的灰度图进行连通域处理得到缺陷连通域；
对每一个缺陷连通域做最小外接矩形，计算最小外接矩形的长宽比
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE066
，若
Figure 809531DEST_PATH_IMAGE066
大于4，则为裂纹缺陷或褶皱缺陷，否则为孔洞缺陷或黑斑缺陷；
计算每个裂纹缺陷或褶皱缺陷的多个边缘像素点距对应的裂纹缺陷或褶皱缺陷的最小外接矩形中心的第一距离，所有第一距离的集合记为第一距离序列；计算每个孔洞缺陷或黑斑缺陷的多个边缘像素点距对应的孔洞缺陷或黑斑缺陷最小外接圆圆心的第二距离，所有第二距离的集合记为第二距离序列；
根据第一距离序列的一阶差分的方差计算第一形状规则度
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE068
1，根据第二距离序列的一阶差分的方差计算第二形状规则度
Figure 409140DEST_PATH_IMAGE068
2；
长宽比
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE070
且第一形状规则度
Figure 344735DEST_PATH_IMAGE068
1
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE072
的为裂纹缺陷，长宽比
Figure 662584DEST_PATH_IMAGE070
且第一形状规则度
Figure 709037DEST_PATH_IMAGE068
1
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE074
的为褶皱缺陷；长宽比
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE076
且第二形状规则度
Figure 225469DEST_PATH_IMAGE068
2
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE078
，则为孔洞缺陷，长宽比
Figure 269649DEST_PATH_IMAGE076
且第二形状规则度
Figure 137111DEST_PATH_IMAGE068
2
Figure DEST_PATH_IMAGE080
的为黑斑缺陷。
本发明的有益效果是：本发明的一种基于模板匹配的装饰墙纸缺陷检测方法，通过调整图像转灰度图像的权值来使墙纸图像在第一主成分上的投影方差最大，根据最大的投影方差确定其对应的最终权值和最终第一主成分方向，然后通过模板灰度图在最终第一主成分方向上的第一投影值及待测墙纸灰度图在最终第一主成分方向上的第二投影值来确定模板图像，通过待测墙纸图像与相对应的模板图像通过模板匹配确定缺陷区域，从而提高模板匹配的准确性和速度，进而保证缺陷位置的精确识别，其次，根据缺陷区域进行缺陷识别确定缺陷类型，从而为后续缺陷处理提供数据参考，实用性强，值得推广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的一种基于模板匹配的装饰墙纸缺陷检测方法的实施例总体步骤的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的一种基于模板匹配的装饰墙纸缺陷检测方法的实施例，该方法包括：
S1、获取墙纸周期模板图像及待测墙纸图像，设定多组图像转灰度图像的权值，根据每一组权值将墙纸周期模板图像转换为一个模板灰度图；具体的，S11、墙纸的纹理具有周期性特征，采集一个标准图像的一个周期作为墙纸周期模板图像，且墙纸周期模板图像尺寸为
Figure DEST_PATH_IMAGE082
，通过在传送带上方设置照相机采集待测墙纸图像，待测墙纸图像的尺寸为
Figure DEST_PATH_IMAGE084
；S12、设定多组图像转灰度图像的权值，具体的，权值的取值范围，
Figure DEST_PATH_IMAGE086
。
S2、由于墙纸背景样式繁多、花纹复杂，对墙纸缺陷的识别有较大影响，且缺陷部分相对于墙纸背景的颜色更深，因此利用调整 RGB 颜色转灰度的权值，可以得到 RGB 不同侧重的墙纸周期模板灰度图，使其在后续主成分分析时，在第一主成分方向上的投影方差尽可能的大，进而保证后续确定模板的准确性和速度。具体的，计算每个模板灰度图在其对应的第一主成分方向上的投影方差的步骤包括：
S21、对每个模板灰度图进行主成分分析，获得每个模板灰度图的第一主成分方向；
S22、根据下式（1）计算投影方差：
Figure 721676DEST_PATH_IMAGE002
（1）
其中，
Figure 295876DEST_PATH_IMAGE004
表示在某一组权值下模板灰度图中第
Figure 573274DEST_PATH_IMAGE006
行
Figure 865715DEST_PATH_IMAGE008
列的像素点的灰度值；
Figure 457233DEST_PATH_IMAGE010
表示在某一组权值下及该权值对应的主成分方向上的特征向量的值；
Figure 151520DEST_PATH_IMAGE012
表示某一组权值下模板灰度图中第
Figure 599819DEST_PATH_IMAGE006
行
Figure 379556DEST_PATH_IMAGE008
列的像素点在该权值对应的主成分方向的投影值，
Figure 774765DEST_PATH_IMAGE014
表示模板灰度图在主成分方向上的投影值的均值，且
Figure 621761DEST_PATH_IMAGE016
，M表示周期模板图像的长度，N表示周期模板图像的宽度，m表示像素点的行位置坐标；n表示像素点的列位置坐标。S221、具体的，在某一组权值下模板灰度图中第
Figure 709803DEST_PATH_IMAGE018
行
Figure 711257DEST_PATH_IMAGE020
列的像素点的灰度值的步骤包括：根据下式（2）计算灰度值：
Figure 910157DEST_PATH_IMAGE022
（2）
其中，
Figure 110194DEST_PATH_IMAGE024
表示墙纸周期模板图像中第
Figure 103558DEST_PATH_IMAGE006
行
Figure 857887DEST_PATH_IMAGE008
列像素点的红色通道分量；
Figure 391637DEST_PATH_IMAGE026
表示墙纸周期模板图像中第
Figure 915022DEST_PATH_IMAGE006
行
Figure 79287DEST_PATH_IMAGE008
列像素点的绿色通道分量
Figure 852071DEST_PATH_IMAGE028
表示墙纸周期模板图像中第
Figure 392774DEST_PATH_IMAGE006
行
Figure 770665DEST_PATH_IMAGE008
列像素点的蓝色通道分量，
Figure 105832DEST_PATH_IMAGE030
依次为图像转灰度图像中红色通道分量、绿色通道分量、蓝色通道分量的某一组权值。
S23、获取式（1）计算出的所有投影方差中的最大投影方差，获取最大投影方差所对应的最终权值及最终第一主成分方向。
S3、根据最终权值将待测墙纸图像转化为待测灰度图，计算模板灰度图在最终第一主成分方向上的第一投影值及待测灰度图在最终第一主成分方向上的第二投影值。
具体的，具体的，设第一投影值为
Figure 631491DEST_PATH_IMAGE042
，第二投影值为
Figure DEST_PATH_IMAGE088
，根据下式（3）分别计算第一投影值和第二投影值：
Figure 444726DEST_PATH_IMAGE032
（3）
其中，
Figure 739441DEST_PATH_IMAGE024
表示墙纸周期模板图像中第
Figure 245509DEST_PATH_IMAGE006
行
Figure 196148DEST_PATH_IMAGE008
列像素点的红色通道分量；
Figure 78653DEST_PATH_IMAGE026
表示墙纸周期模板图像中第
Figure 227874DEST_PATH_IMAGE006
行
Figure 904843DEST_PATH_IMAGE008
列像素点的绿色通道分量
Figure 342778DEST_PATH_IMAGE028
表示墙纸周期模板图像中第
Figure 560133DEST_PATH_IMAGE006
行
Figure 32702DEST_PATH_IMAGE008
列像素点的蓝色通道分量；
Figure 614993DEST_PATH_IMAGE034
表示最大投影方差所对应的最终权值；
Figure 540224DEST_PATH_IMAGE036
最终第一主成分方向上的特征向量，其中，
Figure 59805DEST_PATH_IMAGE038
，表示该特征向量的第
Figure 121302DEST_PATH_IMAGE008
个值，N表示宽度尺寸。
S4、计算第一投影值和第二投影值的匹配度，根据匹配度得到墙纸的模板图像。
具体的，S41、根据下式（4）计算匹配度：
Figure 405653DEST_PATH_IMAGE040
（4）
其中，设
Figure 614917DEST_PATH_IMAGE042
为待测灰度图中第
Figure 377337DEST_PATH_IMAGE018
行像素点在最终第一主成分方向上的第一投影值，设
Figure 293340DEST_PATH_IMAGE044
为待测灰度图中第
Figure 748592DEST_PATH_IMAGE046
行像素点在最终第一主成分方向上的第二投影值，则
Figure 445153DEST_PATH_IMAGE048
表示模板灰度图中第
Figure 745684DEST_PATH_IMAGE050
行像素点在最终主成分方向上的第一投影值，
Figure 781773DEST_PATH_IMAGE052
表示待测灰度图中第
Figure 204664DEST_PATH_IMAGE054
行像素点在最终主成分方向上的第二投影值，
Figure 591783DEST_PATH_IMAGE056
为第一个使得
Figure 430426DEST_PATH_IMAGE058
时的行数
Figure 586601DEST_PATH_IMAGE060
，表示待测墙纸图像的第二序列值，则
Figure 180394DEST_PATH_IMAGE062
为
Figure 523650DEST_PATH_IMAGE058
时对应的行数
Figure 697143DEST_PATH_IMAGE006
，表示墙纸周期模板图像的第一序列值，
Figure 504562DEST_PATH_IMAGE064
表示第一投影值与第二投影值相等的数量。
具体的，S42、根据匹配度得到墙纸的模板图像的步骤包括：S421、获取所有匹配度中的最大匹配度；S422、获取最大匹配度对应的第一序列值；S423、根据第一序列值获取该第一序列值前后的所有序列值，所有序列值的集合即为最大匹配度时的序列；S424、序列中的每个序列值与墙纸周期模板灰度图上对应的行像素点组成的图像即为的待测墙纸图像对应的模板图像。
S5、获取待测墙纸图像与模板图像在相应的位置的灰度值的差值，根据差值和设定的差值阈值确定待测墙纸图像的缺陷区域，具体的，设定差值阈值为5，当灰度值的差值超过5，则认为该处存在缺陷，存在缺陷处记为1，否则记为0，得到待测墙纸图像的缺陷区域。
具体的，本方法还包括：S6、根据缺陷区域对缺陷进行识别，确定缺陷类型：S61、对缺陷区域的灰度图进行连通域处理得到缺陷连通域；S62、对每一个缺陷连通域做最小外接矩形，计算最小外接矩形的长宽比
Figure 472518DEST_PATH_IMAGE066
，若
Figure 303070DEST_PATH_IMAGE066
大于4，则为裂纹缺陷或褶皱缺陷，否则为孔洞缺陷或黑斑缺陷；S63、计算每个裂纹缺陷或褶皱缺陷的多个边缘像素点距对应的裂纹缺陷或褶皱缺陷的最小外接矩形中心的第一距离，所有第一距离的集合记为第一距离序列；计算每个孔洞缺陷或黑斑缺陷的多个边缘像素点距对应的孔洞缺陷或黑斑缺陷最小外接圆圆心的第二距离，所有第二距离的集合记为第二距离序列；S64、根据第一距离序列的一阶差分的方差计算第一形状规则度
Figure 545833DEST_PATH_IMAGE068
1，根据第二距离序列的一阶差分的方差计算第二形状规则度
Figure 676600DEST_PATH_IMAGE068
2；S65、当长宽比
Figure 549878DEST_PATH_IMAGE070
且第一形状规则度
Figure 133306DEST_PATH_IMAGE068
1
Figure 179760DEST_PATH_IMAGE072
的为裂纹缺陷，长宽比
Figure 165033DEST_PATH_IMAGE070
且第一形状规则度
Figure 209212DEST_PATH_IMAGE068
1
Figure 578139DEST_PATH_IMAGE074
的为褶皱缺陷；长宽比
Figure 631546DEST_PATH_IMAGE076
且第二形状规则度
Figure 205747DEST_PATH_IMAGE068
2
Figure 686406DEST_PATH_IMAGE078
，则为孔洞缺陷，长宽比
Figure 775585DEST_PATH_IMAGE076
且第二形状规则度
Figure 367104DEST_PATH_IMAGE068
2
Figure 61390DEST_PATH_IMAGE080
的为黑斑缺陷。
综上所述，本发明提供一种基于模板匹配的装饰墙纸缺陷检测方法，本方法通过调整图像转灰度图像的权值来使墙纸图像在第一主成分上的投影方差最大，根据最大的投影方差确定其对应的最终权值和最终第一主成分方向，然后通过模板灰度图在最终第一主成分方向上的第一投影值及待测墙纸灰度图在最终第一主成分方向上的第二投影值来确定模板图像，通过待测墙纸图像与相对应的模板图像通过模板匹配确定缺陷区域，从而提高模板匹配的准确性和速度，进而保证缺陷位置的精确识别，其次，根据缺陷区域进行缺陷识别确定缺陷类型，从而为后续缺陷处理提供数据参考，实用性强，值得推广。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于模板匹配的装饰墙纸缺陷检测方法，其特征在于，该方法包括：
S1、获取墙纸周期模板图像及待测墙纸图像，设定多组图像转灰度图像的权值，根据每一组权值将墙纸周期模板图像转换为一个模板灰度图；
S2、计算每个模板灰度图在其对应的第一主成分方向上的投影方差，获取所有投影方差中的最大投影方差，获取最大投影方差所对应的最终权值及最终第一主成分方向；
S3、根据最终权值将待测墙纸图像转化为待测灰度图，计算模板灰度图在最终第一主成分方向上的第一投影值及待测灰度图在最终第一主成分方向上的第二投影值；
S4、计算第一投影值和第二投影值的匹配度，根据匹配度得到墙纸的模板图像；
S5、获取待测墙纸图像与模板图像在相应的位置的灰度值的差值，根据差值和设定的差值阈值确定待测墙纸图像的缺陷区域。
2.根据权利要求1所述的一种基于模板匹配的装饰墙纸缺陷检测方法，其特征在于，计算每个模板灰度图在其对应的第一主成分方向上的投影方差的步骤包括：
对每个模板灰度图进行主成分分析，获得每个模板灰度图的第一主成分方向；
根据下式（1）计算投影方差：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
（1）
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE004
表示在某一组权值下模板灰度图中第
Figure DEST_PATH_IMAGE006
行
Figure DEST_PATH_IMAGE008
列的像素点的灰度值；
Figure DEST_PATH_IMAGE010
表示在某一组权值下及该权值对应的主成分方向上的特征向量的值；
Figure DEST_PATH_IMAGE012
表示某一组权值下模板灰度图中第
Figure 647320DEST_PATH_IMAGE006
行
Figure 830040DEST_PATH_IMAGE008
列的像素点在该权值对应的主成分方向的投影值，
Figure DEST_PATH_IMAGE014
表示模板灰度图在主成分方向上的投影值的均值，且
Figure DEST_PATH_IMAGE016
，M表示周期模板图像的长度，N表示周期模板图像的宽度，m表示像素点的行位置坐标；n表示像素点的列位置坐标。
3.根据权利要求2所述的一种基于模板匹配的装饰墙纸缺陷检测方法，其特征在于，在某一组权值下模板灰度图中第
Figure 140935DEST_PATH_IMAGE006
行
Figure 801724DEST_PATH_IMAGE008
列的像素点的灰度值的步骤包括：
根据下式（2）计算灰度值：
Figure DEST_PATH_IMAGE018
（2）
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE020
表示墙纸周期模板图像中第
Figure 881675DEST_PATH_IMAGE006
行
Figure 969717DEST_PATH_IMAGE008
列像素点的红色通道分量；
Figure DEST_PATH_IMAGE022
表示墙纸周期模板图像中第
Figure 502329DEST_PATH_IMAGE006
行
Figure 468274DEST_PATH_IMAGE008
列像素点的绿色通道分量
Figure DEST_PATH_IMAGE024
表示墙纸周期模板图像中第
Figure 402732DEST_PATH_IMAGE006
行
Figure 661675DEST_PATH_IMAGE008
列像素点的蓝色通道分量，
Figure DEST_PATH_IMAGE026
依次为图像转灰度图像中红色通道分量、绿色通道分量、蓝色通道分量的某一组权值。
4.根据权利要求1所述的一种基于模板匹配的装饰墙纸缺陷检测方法，其特征在于，计算模板灰度图在最终第一主成分方向上的第一投影值及待测灰度图在最终第一主成分方向上的第二投影值的步骤包括：
根据下式（3）分别计算第一投影值和第二投影值：
Figure DEST_PATH_IMAGE028
（3）
其中，
Figure 681583DEST_PATH_IMAGE020
表示墙纸周期模板图像中第
Figure 684174DEST_PATH_IMAGE006
行
Figure 207560DEST_PATH_IMAGE008
列像素点的红色通道分量；
Figure 902983DEST_PATH_IMAGE022
表示墙纸周期模板图像中第
Figure 410188DEST_PATH_IMAGE006
行
Figure 685311DEST_PATH_IMAGE008
列像素点的绿色通道分量
Figure 594361DEST_PATH_IMAGE024
表示墙纸周期模板图像中第
Figure 195107DEST_PATH_IMAGE006
行
Figure 924029DEST_PATH_IMAGE008
列像素点的蓝色通道分量；
Figure DEST_PATH_IMAGE030
表示最大投影方差所对应的最终权值；
Figure DEST_PATH_IMAGE032
最终第一主成分方向上的特征向量，其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE034
，表示该特征向量的第
Figure 799581DEST_PATH_IMAGE008
个值。
5.根据权利要求1所述的一种基于模板匹配的装饰墙纸缺陷检测方法，其特征在于，计算第一投影值和第二投影值的匹配度的步骤包括：
根据下式（4）计算匹配度：
Figure DEST_PATH_IMAGE036
（4）
其中，设
Figure DEST_PATH_IMAGE038
为待测灰度图中第
Figure DEST_PATH_IMAGE040
行像素点在最终第一主成分方向上的第一投影值，设
Figure DEST_PATH_IMAGE042
为待测灰度图中第
Figure DEST_PATH_IMAGE044
行像素点在最终第一主成分方向上的第二投影值，则
Figure DEST_PATH_IMAGE046
表示模板灰度图中第
Figure DEST_PATH_IMAGE048
行像素点在最终主成分方向上的第一投影值，
Figure DEST_PATH_IMAGE050
表示待测灰度图中第
Figure DEST_PATH_IMAGE052
行像素点在最终主成分方向上的第二投影值，
Figure DEST_PATH_IMAGE054
为第一个使得
Figure DEST_PATH_IMAGE056
时的行数
Figure DEST_PATH_IMAGE058
，表示待测墙纸图像的第二序列值，则
Figure DEST_PATH_IMAGE060
为
Figure 932446DEST_PATH_IMAGE056
时对应的行数
Figure 704093DEST_PATH_IMAGE006
，表示墙纸周期模板图像的第一序列值，
Figure DEST_PATH_IMAGE062
表示第一投影值与第二投影值相等的数量。
6.根据权利要求5所述的一种基于模板匹配的装饰墙纸缺陷检测方法，其特征在于，根据匹配度得到墙纸的模板图像的步骤包括：
获取所有匹配度中的最大匹配度；
获取最大匹配度对应的第一序列值；
根据第一序列值获取该第一序列值前后的所有序列值，所有序列值的集合即为最大匹配度时的序列；
所述序列中的每个序列值与墙纸周期模板灰度图上对应的行像素点组成的图像即为的待测墙纸图像对应的模板图像。
7.根据权利要求1所述的一种基于模板匹配的装饰墙纸缺陷检测方法，其特征在于，还包括根据缺陷区域对缺陷进行识别，确定缺陷类型：
对缺陷区域的灰度图进行连通域处理得到缺陷连通域；
对每一个缺陷连通域做最小外接矩形，计算最小外接矩形的长宽比
Figure DEST_PATH_IMAGE064
，若
Figure 185890DEST_PATH_IMAGE064
大于4，则为裂纹缺陷或褶皱缺陷，否则为孔洞缺陷或黑斑缺陷；
计算每个裂纹缺陷或褶皱缺陷的多个边缘像素点距对应的裂纹缺陷或褶皱缺陷的最小外接矩形中心的第一距离，所有第一距离的集合记为第一距离序列；计算每个孔洞缺陷或黑斑缺陷的多个边缘像素点距对应的孔洞缺陷或黑斑缺陷最小外接圆圆心的第二距离，所有第二距离的集合记为第二距离序列；
根据第一距离序列的一阶差分的方差计算第一形状规则度
Figure DEST_PATH_IMAGE066
1，根据第二距离序列的一阶差分的方差计算第二形状规则度
Figure 333974DEST_PATH_IMAGE066
2；
长宽比
Figure DEST_PATH_IMAGE068
且第一形状规则度
Figure 217617DEST_PATH_IMAGE066
1
Figure DEST_PATH_IMAGE070
的为裂纹缺陷，长宽比
Figure 425744DEST_PATH_IMAGE068
且第一形状规则度
Figure 863679DEST_PATH_IMAGE066
1
Figure DEST_PATH_IMAGE072
的为褶皱缺陷；长宽比
Figure DEST_PATH_IMAGE074
且第二形状规则度
Figure 815454DEST_PATH_IMAGE066
2
Figure DEST_PATH_IMAGE076
，则为孔洞缺陷，长宽比
Figure 553603DEST_PATH_IMAGE074
且第二形状规则度
Figure 932632DEST_PATH_IMAGE066
2
Figure DEST_PATH_IMAGE078
的为黑斑缺陷。
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