專利名稱：：一種垂直芯吸法織物圖像處理的修正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明是紡織測試技術(shù)，尤其涉及一種垂直芯吸法織物圖像處理的修正方法。
背景技術(shù)：
：垂直芯吸法是測試織物導(dǎo)濕性能的重要方法之一，但在實際應(yīng)用中由于液態(tài)水的傳遞是一個動態(tài)傳遞過程，所以人工讀數(shù)精度低，為此，有人對垂直芯吸法實驗進行了改進，如在溶液中加入有色染料，在布樣上進行標記，采用導(dǎo)電電阻或超聲波等方法，這些方法不能完全解決問題。采用圖像處理技術(shù)，可以較好的解決垂直芯吸法人工讀數(shù)精確度低的問題。但采用CCD攝像頭對垂直物體進行拍攝時，由于鏡頭本身不完善會產(chǎn)生徑向畸變和切向畸變?；兊拇嬖冢瑫古臄z的圖像在不同縱向位置上的高度發(fā)生變化，因此，為了獲得目標物體尺寸的準確信息，必須對畸變圖像進行校正。對于一般的工業(yè)視覺，只需考慮徑向畸變即可。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的在于提供一種垂直芯吸法織物圖像處理的修正方法，針對由CCD獲取圖像的徑向桶形畸變簡單快速的修正方法，并將其應(yīng)用到垂直芯吸法實驗中。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案的步驟如下1)設(shè)定標靶，標靶為垂直平面，高度為50-500mm，在標靶平面上布置已知面積的黑色圖形，標靶底色為白色，黑色圖形是邊長為l-30mm的正方形，是直徑為l-30mm的圓形，沿水平方向黑色圖形布置1-250列，在垂直方向，以標靶中心B。為坐標原點，在二側(cè)黑色圖形均勻布置l-250列，攝像機的光軸中心A與標靶中心B。在同一水平線上，拍攝距離為100-1000mm，拍攝圖像并存儲；2)提取步驟1)條件下，在不同高度上黑色圖形縱向所占的像素數(shù)n，保存像素數(shù)n，得到黑色圖形像素數(shù)沿高度方向的變化規(guī)律如下偏離光軸距離越大，黑色圖形像素數(shù)越少，即圖像發(fā)生桶形畸變；3)根據(jù)步驟2)所得黑色圖形像素數(shù)變化規(guī)律，以攝像機CCD光軸中心A位于拍攝物體的中心位置B。處，將拍攝物體總高度按l-10mm等分，以B。為中心的等分高度l-10mm內(nèi)的像素數(shù)為無畸變標準像素數(shù)C，以B卜定為畸變圖像尺寸，根據(jù)直角三角形中斜邊上的高與直角邊的關(guān)系，求得無畸變圖像尺寸hi;4)根據(jù)步驟3)所述無畸變標準像素數(shù)C及畸變圖像尺寸B卜A與無畸變圖像尺寸hi的關(guān)系，將畸變圖像尺寸與無畸變圖像尺寸的關(guān)系轉(zhuǎn)化為無畸變圖像像素數(shù)Yi與畸變圖像尺寸B卜A的關(guān)系;5)將步驟4)所述無畸變圖像像素數(shù)Yi與畸變圖像尺寸Bi—A關(guān)系，根據(jù)實際拍攝距離L，轉(zhuǎn)化為具體拍攝距離下的無畸變圖像像素數(shù)1與畸變圖像尺寸B卜A的關(guān)系；6)根據(jù)垂直芯吸法讀數(shù)以布樣下端為起始位置，根據(jù)步驟5)所得關(guān)系式用Matlab程序?qū)崿F(xiàn)。本發(fā)明與
背景技術(shù)：
相比具有的有益效果是建立無畸變圖像像素數(shù)與畸變圖像尺寸之間的一一對應(yīng)關(guān)系，求解簡單、快速、方便；有效的解決了垂直拍攝物體時徑向畸變對垂直芯吸法織物圖像處理高度計算的影響，實驗精度提高。圖l是自制拍攝標靶。圖2是本發(fā)明所用示意圖。圖3是垂直芯吸法實驗獲取的圖像。具體實施例方式基于垂直芯吸法織物圖像處理的修正方法具體實施步驟如下1、設(shè)定標靶，如圖1所示。標靶高度為300mm，在標靶平面上布置2列22個10*10mm黑色正方形，標靶底色為白色。黑色正方形以標靶中心線位置為基準，均勻分布在二側(cè)，以標耙中心線為坐標原點O，黑色正方形中心分別位于坐標O、±25、±55、±85、±115、±145mm位置上。攝像機是l/2.5'型CCD，在拍攝距離L=440mm上拍攝圖像，存儲。2、提取黑色正方形中心分別位于坐標0、±25、±55、±85、±115、±145mm高度上黑色正方形縱向像素數(shù)，得到黑色正方形像素數(shù)變化規(guī)律黑色正方形中心位置偏離光軸距離越大，黑色正方形像素數(shù)越少，即圖像發(fā)生桶形畸變。3、根據(jù)步驟2所得黑色正方形像素數(shù)變化規(guī)律，根據(jù)圖2建立畸變圖像尺寸和無畸變圖像尺寸h的關(guān)系，推導(dǎo)過程如下圖2為修正方法示意圖。攝像機CCD光軸中心A位于目標物體B—15。B15。共300mm的中心位置B。處，以B。這為中心的等分高度10mm距離內(nèi)的像素數(shù)為無畸變標準像素數(shù)C，將B—15。815。按照lmm為單位進行等分，記為B。Bi，i=±1、±2.....±150，共300份向上記為BpB2、...Bn，向下記為B—pB—2、...B—n，拍攝距離定為L即光軸中心A到目標物體中心位置B。的距離。根據(jù)直角三角形中斜邊上的高與直角邊的關(guān)系，每個直角三角形中，直角邊對應(yīng)畸變圖像尺寸，斜邊上的高表示畸變圖像尺寸對應(yīng)的無畸變圖像尺寸，以無畸變標準位置B。處為起點建立畸變圖像尺寸B。Bi和無畸變圖像尺寸h的關(guān)系。對AABA，作B。Q丄ABpB。Q表示畸變圖像尺寸對應(yīng)的無畸變圖像尺寸，記為h"令:ZABA=Za"貝UZa工=arcctg(B。B/U、=B(A=*sina工=*sin(arcctg(B。B乂U)對AABA，作丄AB2，令ZABA=Za2，貝ljZa2=arcctg(B^/U畸變圖像尺寸B。B2對應(yīng)的無畸變圖像尺寸記為h2，h2=*sin(arcctg(B。B乂U)*sin(arcctg(B^/U)以此類推，畸變圖像尺寸B。Bi對應(yīng)的無畸變圖像尺寸h為&=藝B"iBisin("n7難(B"Bi/i;))一」=i..一_______同理，AB。分界線以下/z,=-JB"必isin(,贈(Bi-iBi/丄))4、根據(jù)步驟3所述無畸變標準像素數(shù)C及畸變圖像尺寸B卜A與無畸變圖像尺寸h的關(guān)系，將畸變圖像尺寸與無畸變圖像尺寸的關(guān)系轉(zhuǎn)化為無畸變圖像像素數(shù)1與畸變圖像尺寸B卜A的關(guān)系K=C^Bi-iBisin—"g(B"iBi/丄))(!■>1)一fi-Cj]Bi-Bisin(a/r"g(Bi-iBi/丄))(!<1),-一l5、將步驟4)所述無畸變圖像像素數(shù)1與畸變圖像尺寸B卜關(guān)系，根據(jù)實際拍攝距離L=440mm，無畸變標準像素數(shù)C=8，B卜A=l，建立拍攝距離440mm下的無畸變圖像像素數(shù)1與畸變圖像尺寸B卜A的關(guān)系K=8力sin(a贈g(〃440))(/>1)sin(a贈g(z7440))(z'<1)M—l6、根據(jù)垂直芯吸法讀數(shù)以布樣下端為起始位置，根據(jù)步驟5所得關(guān)系式用Matlab程序?qū)崿F(xiàn)。建立Matlab程序?qū)崿F(xiàn)如下functionlenghclearall;closeall;clc;n=-150:150s=cumsum(sin(acot(abs(n)/440))*8);%實際距離和圖像像素之間的關(guān)系a=1:301;A=[s'a'];%建立第一列為像素數(shù)，第二列為對應(yīng)實際高度的矩陣x=圖像處理芯吸高度像素數(shù)；lengh=myFind(A，x);lenghfunctiony=myFind(A，x)m=size(A，1);flag=0;fori=1:301ifx==A(i，l)y=A(i，2);flag=1;break;endendifflag==0temp=A(:，l)_x;temp=abs(temp);X找出與x差值最小的序號[a，b]=min(temp);xl=A(b，1);lenghl=A(b，2);x2=A(b+1，1);lengh2=A(b+1，2);lengh=lengh1+(x_xl)/(x2-xl)氺(lengh2-lengh1);end表l標靶正方形縱向像素數(shù)以及根據(jù)本發(fā)明修正方法計算得到像素數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實施例某一織物23min時的芯吸灰度圖片見圖3。拍攝距離為440mm，目測芯吸高度為126.3mm。通過Matlab程序處理統(tǒng)計水跡高度像素數(shù)為980，按照無畸變1mm圖像像素數(shù)c=8，得到芯吸高度為122.5mm?？紤]徑向桶形畸變，按照本發(fā)明的修正方法，Matlab程序提取的芯吸高度為125.3mm。上述具體實施方式用來解釋說明本發(fā)明，而不是對本發(fā)明進行限制，在本發(fā)明的精神和權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)，對本發(fā)明作出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護范圍。權(quán)利要求一種垂直芯吸法織物圖像處理的修正方法，其特征在于該方法的步驟如下1)設(shè)定標靶，標靶為垂直平面，高度為50-500mm，在標靶平面上布置已知面積的黑色圖形，標靶底色為白色，黑色圖形是邊長為1-30mm的正方形，是直徑為1-30mm的圓形，沿水平方向黑色圖形布置1-250列，在垂直方向，以標靶中心B0為坐標原點，在二側(cè)黑色圖形均勻布置1-250列，攝像機的光軸中心A與標靶中心B0在同一水平線上，拍攝距離為100-1000mm，拍攝圖像并存儲；2)提取步驟1)條件下，在不同高度上黑色圖形縱向所占的像素數(shù)n，保存像素數(shù)n，得到黑色圖形像素數(shù)沿高度方向的變化規(guī)律如下偏離光軸距離越大，黑色圖形像素數(shù)越少，即圖像發(fā)生桶形畸變；3)根據(jù)步驟2)所得黑色圖形像素數(shù)變化規(guī)律，以攝像機CCD光軸中心A位于拍攝物體的中心位置B0處，將拍攝物體總高度按1-10mm等分，以B0為中心的等分高度1-10mm內(nèi)的像素數(shù)為無畸變標準像素數(shù)C，以Bi-1Bi定為畸變圖像尺寸，根據(jù)直角三角形中斜邊上的高與直角邊的關(guān)系，求得無畸變圖像尺寸hi；4)根據(jù)步驟3)所述無畸變標準像素數(shù)C及畸變圖像尺寸Bi-1Bi與無畸變圖像尺寸hi的關(guān)系，將畸變圖像尺寸與無畸變圖像尺寸的關(guān)系轉(zhuǎn)化為無畸變圖像像素數(shù)Yi與畸變圖像尺寸Bi-1Bi的關(guān)系；5)將步驟4)所述無畸變圖像像素數(shù)Yi與畸變圖像尺寸Bi-1Bi關(guān)系，根據(jù)實際拍攝距離L，轉(zhuǎn)化為具體拍攝距離下的無畸變圖像像素數(shù)Yi與畸變圖像尺寸Bi-1Bi的關(guān)系；6)根據(jù)垂直芯吸法讀數(shù)以布樣下端為起始位置，根據(jù)步驟5)所得關(guān)系式用Matlab程序?qū)崿F(xiàn)。全文摘要本發(fā)明公開了一種垂直芯吸法織物圖像處理的修正方法。提供一種基于垂直芯吸法圖像處理技術(shù)中徑向畸變簡單快速的修正方法。采用CCD拍攝標定靶面存在徑向桶形畸變，標靶為垂直平面，高度50-500mm，靶面上布置有已知面積的黑色正方形或圓形圖形。根據(jù)直角三角形斜邊上的高與直角邊的關(guān)系，直角邊對應(yīng)畸變圖像尺寸，斜邊上的高表示畸變圖像尺寸對應(yīng)的無畸變圖像尺寸，將拍攝物體總高度按1-10mm等分，以光軸中心的等分高度的像素數(shù)為無畸變像素數(shù)，建立100～1000mm拍攝距離下的無畸變圖像像素數(shù)與畸變圖像尺寸的關(guān)系，最后用Matalab程序?qū)⑦@一修正方法實現(xiàn)。本發(fā)明解決了徑向畸變對垂直芯吸法圖像處理高度計算的影響，實驗精度提高。文檔編號G06T5/00GK101706949SQ200910154568公開日2010年5月12日申請日期2009年11月12日優(yōu)先權(quán)日2009年11月12日發(fā)明者周小紅,姜曉云,王道航,翁鳴申請人:浙江理工大學(xué)