纺织学报 ›› 2019, Vol. 40 ›› Issue (03): 168-174.doi: 10.13475/j.fzxb.20180401607

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基于机器视觉的鞋面特征点自动识别改进方法

徐洋(), 朱治潮, 盛晓伟, 余智祺, 孙以泽   

  1. 东华大学 机械工程学院, 上海 201620
  • 收稿日期:2018-04-10 修回日期:2018-09-20 出版日期:2019-03-15 发布日期:2019-03-15
  • 作者简介:徐洋(1977—),女,教授,博士。主要研究方向为复杂系统建模及参数识别。E-mail: xuyang@dhu.edu.cn
  • 基金资助:
    国家自然科学基金资助项目(51675094);中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2232017A3-04)

Improvement recognition method of vamp's feature points based on machine vision

XU Yang(), ZHU Zhichao, SHENG Xiaowei, YU Zhiqi, SUN Yize   

  1. College of Mechanical Engineering, Donghua University, Shanghai 201620, China
  • Received:2018-04-10 Revised:2018-09-20 Online:2019-03-15 Published:2019-03-15

摘要:

针对目前人工识别鞋面特征点方法实时性差,效率低,成本高的问题,提出一种基于机器视觉的鞋面特征点自动识别改进方法。首先,采用改进中值滤波法对采集图像进行预处理消除噪声干扰;其次,运用提出的自适应阈值分割法提取特征点关键区域;最后通过图像形态学处理和计算最小外接圆完成特征点的自动识别。为验证该方法的可靠性,在光强变化和非常规条件下对大量鞋面样本进行分组实验,并与传统一维和二维Otsu算法的检测结果进行对比。结果表明,该方法在多种复杂环境下具有更好的识别精度和鲁棒性,识别成功率在93%以上,且检测时间不超过0.5 s,可满足工业生产中的精度和实时性需求。

关键词: 鞋面识别, 机器视觉, 改进中值滤波, 自适应阈值分割法

Abstract:

Focusing on the problems of poor real-time,low efficiency and high cost of artificial recognition in vamps feature points,an improved method was proposed to automatically recognize the feature points of vamps by machine vision technology. Firstly,an improved median filter was used for preprocessing the grabbed images to eliminate noise interference. Secondly,by using the proposed adaptive threshold segmentation method, key regions of feature points were extracted. Finally,by morphological image processing and calculating the minimum circumscribed circle, the automatic identification of feature points was completed. In order to verify the reliability of the proposed method,group experiments were carried out on a large number of vamps samples under the condition of light intensity change and clutter,and the results were compared with the conventional one-dimensional and two-dimensional Otsu algorithm. The experimental results show that this method has better recognition accuracy and robustness in a variety of complex environments, the recognition success rate is above 93%, and the detection time is shorter than 0.5 s,which meets the demand of precision and real-time in industrial production.

Key words: vamp recognition, machine vision, improved median filter, adaptive threshold segmentation

中图分类号: 

  • TS101

图1

鞋面检测系统示意图"

图2

特征点识别算法流程图"

图3

中值滤波作用"

图4

改进快速滤波算法过程图"

图5

中值滤波结果图 注:M3滤波窗口大小为3像素×3像素;M5滤波窗口大小为5像素×5像素。"

表1

预处理2种算法对比结果"

中值滤波
窗口大小/像素
滤波方法 鞋面数量/
平均滤波
时间/s
3 传统中值滤波 200 0.065
3 本文改进中值滤波 200 0.062
5 传统中值滤波 200 0.088
5 本文改进中值滤波 200 0.071

表2

光照变化下3种算法对比结果"

光照强度/
lx
阈值
算法
鞋面
数量/
识别
成功/
识别
成功
率/%
平均
识别
时间/s
一维Otsu 200 35 17.5 0.18
30 二维Otsu 200 190 95.0 0.32
本文算法 200 188 94.0 0.17
一维Otsu 200 146 73.0 0.18
35 二维Otsu 200 192 96.0 0.35
本文算法 200 189 94.5 0.21
一维Otsu 200 158 79.0 0.20
40 二维Otsu 200 197 98.5 0.35
本文算法 200 195 97.5 0.19

图6

光照变化下鞋面阈值分割结果图 注:图中0为滤波处理后鞋面图像;TT2和W分别为采用一维Otsu算法、二维Otsu算法和本文改进算法得到的鞋面阈值分割结果。"

图7

本文阈值算法分割曲线图 注:图中从左到右最终输出阈值结果分别为22、37和70。"

图8

特殊条件分割结果图"

表3

特殊条件下本文算法识别结果"

混乱条件 鞋面
数量/张
识别成功
数量/张
识别
成功率/%
平均识别
时间/s
倾斜30%以内 200 190 93 0.22
正反颠倒 200 185 93 0.21
添加0.05椒盐噪声 200 190 95 0.18

图9

特征点处理结果图"

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