基于自适应小波三层分解的织物疵点检测

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1、2010年第l期纺织科技避展·63·基于自适应小波三层分解的织物疵点检测姚芳，李立轻(东华大学纺织学院，上海201620)摘要：提出了运用自适应正交小波对织物图像进行三层分解的织物疵点检测方法。通过借鉴Daubechies的构造条件构造织物自适应小波，由自适应小波对织物图像进行三层分解，将疵点信息融合后设定固定的闻值进行二值化。同采用DB族小波分析结果比较与实验检测，表明此方法有效。关键词：织物疵点；检测方法；小波变换；自适应小波；三层分解中图分类号：TS115．5文献标识码：A文章编号：1673-035612010}01

2、一OO63一O4在织物生产质量控制中织物疵点检测是关键环条件，即节，很重要。目前基于小波理论的图像处理技术应用∑h()h(k一21)一．J(1)k于织物疵点检测，实现以计算机为平台的人工智能检h(是)一(2)测是这一领域的研究热点。小波分析又称多分辨率分下析，因其在时域和频域均有良好的局部化特性，常被誉∑h(2)一∑h(2k+1)一1／(3)为信号分析的“数学显微镜”，在织物疵点检测上应用式中k===0，1，⋯⋯，N一1。以滤波器系数个数等于逐渐增多。2003年东华大学提出了织物自适应正交8为例，即N一8时根据以上两式不能

3、解析确定8个未小波的疵点检测，对织物图像进行一层小波分解[】]；知滤波器系数，但应用MATIAB6．5中的优化工具2007年单亦杰提出基于二层自适应小波的疵点检测箱，可计算出满足以上7个方程的滤波器系数；将此作方法，采用第2层的能量值最小作为逼近条件寻找最为小波滤波器保存下来，以备后续寻找织物自适应滤优滤波器[；何峰等提出将小波分解后输出的纬向、经波器使用。向子图像中灰度最大的像素灰度值和最小差值作为逼1．2设定逼近条件优化滤波器近条件，优化小波滤波器]。对分解层数可根据香农根据图像分解后的小波系数分布范围与图像纹理熵值和

4、能量值大小来确定L”。。特征关系，设定图像分解后得到的纬向子图像灰度值本文基于小波理论借鉴Daubechies构造紧支正的最大值与最小值的差值最大作为逼近条件(或者说交小波的正交条件，设定一层分解后得到的纬向纹理约束条件)。上述逼近条件还可用下式表示：子图像的小波系数最大值与最小值的差值最大作为逼E=max(max(LH(z，))一min(LH(，)))近条件，优化得到自适应滤波器；运用得到的自适应滤lz·，)∈J(4)波器对织物疵点图像进行3层分解，将分解后的纬向—max(max(LH(Iz，))一min(LH(，)))

5、纹理子图像融合，然后根据设定的固定阈值进行二值‘J，y)∈，化_8j，并按特征值曲线对疵点进行定位。实验表明该(5)方法是可行的。式中LH(，)表示经小波分解得到的经向子图像的像素灰度值。1织物自适应正交小波的构造2分解层数和二值化构造自适应正交小波实质就是对小波基根据正交条件和设定逼近条件进行优化。2．1分解层数的确定1．1构造滤波器库通常采用二维正交小波对1幅图像进行1级分解借鉴Daubechies构造紧支撑正交小波时的必要(：==1)，由于每1级处理都要经过两次二抽取，因此处理后图像尺寸减到原来的1／4。同时一幅图像

6、经一收稿日期：2009一lO一28；修回日期：2009—11-o3级分解后变成4小幅(见图1)，其中左上角IL是平滑作者简介：姚芳(1983一)，女，湖南岳阳人．在读硕士研究生。主要研究方向为数字化纺织。逼近，其余3幅都是细节图像。左下角LH1为垂直分·64·纺织科技避展2010年第1期量，HI1为水平分量，HHI为对角分量。3．1织物图像获取及预处理在一定光照条件下采用CCD数字摄像头获取织物图像，经图像采集卡数字化后送入计算机处理。拍摄图像大小为512×512像素，分析图像的大小为256×256(从512×512中截取

7、)。由于在织物图像采集过程中不可避免地会产生一些噪声污染，降低了后期图像处理的质量，因此对所拍摄的图像须进行预处理。在此采用消除背景不匀和直方图均衡化对图像进行预处理。3．2由正常织物图像优化织物自适应小波图1二维小波1级分解示意图以Daubechies构造紧支撑正交小波时的必要条件为基础，设定滤波器长度为8，得到一个滤波器库。理论上可对近似图像LL重复进行下去，得到N根据设定的逼近条件，对正常织物图像进行分析得到级分解。当N一3时，分解示意图如图2所示。优化自适应滤波器。在此对无缺陷样本图像做纬向自适应优化，得到匹配的正

8、交滤波器。LoDh=Eo．30040．21250．2242一O．27700．53430．2730—0．35490．5017-ILoDv一[一O．0450—0．02430．73630．67220．01680．0547—0．00410．0076]通常对织物疵点检测较多采用DB簇小波作为小波基对含有疵点图像进