本技术涉及图像识别，具体涉及一种织物组织结构图像识别方法。
背景技术：
1、在纺织制造业中，织物生产已呈现小批量、多品种的发展趋势，纺织工厂需要一种快速、准确的织物组织识别方法。现有对织物组织结构的分析和检测完成不仅耗费人力和物力，工作效率低，而且针对复杂的检测环境得到的检测结果可能出现较大差异。随着自动化技术的迅速发展，采用计算机视觉技术织物组织进行识别，提高工作效率和检测准确性，为下一步的给织物染色等过程提高客观准确的织物组织结构信息。
2、但是用图像识别的方式对织物组织结构进行识别存在一些缺陷，主要包括：不同类型的织物具有复杂多样的纹理和结构，有些织物甚至在微观层面也存在较大的差异，而且织物的外观会受到光照和拍摄角度的影响，同一块织物在不同的光线条件下可能呈现出不同的纹理特征，这会导致图像识别的不稳定性，同时在实际应用中，不同类型的织物样本数量可能存在不平衡的情况，这会导致训练的模型在识别少数类别时表现不佳，需要采取相应的方法来解决样本不平衡的问题，因此由于环境特征和织物的结构特征导致对织物组织结构进行图像识别的准确性低。
技术实现思路
1、本技术提供一种织物组织结构图像识别方法，以解决织物组织结构图像识别准确性低的问题，所采用的技术方案具体如下：
2、本技术一个实施例提供了一种织物组织结构图像识别方法，该方法包括以下步骤：
3、获取织物表面灰度图像，根据织物表面灰度图像获取mrf织物结构纹理图像；
4、根据mrf织物结构纹理图像中每个像素点所在局部区域的数据随机性和分布差异获取每个像素点的织物局部纹理特征向量和局部特征概率分布曲线；根据mrf织物结构纹理图像中每个像素点的织物局部纹理特征向量和局部特征概率分布曲线计算每个像素点的织物局部纹理特征差异系数；
5、根据mrf织物结构纹理图像中每个像素点的织物局部纹理特征差异系数计算每个像素点的织物纱线局部结构复杂系数；根据mrf织物结构纹理图像中每个像素点的织物纱线局部结构复杂系数获取织物局部结构分析区域；根据织物局部结构分析区域之间像素点的织物纱线局部结构复杂系数的差异计算每个织物局部结构分析区域的织物局部结构紧密系数；
6、根据每个织物局部结构分析区域的织物局部结构紧密系数获取织物组织结构判别向量；根据织物组织结构判别向量获取织物组织结构图像识别结果。
7、优选的，所述获取织物表面灰度图像，根据织物表面灰度图像获取mrf织物结构纹理图像的方法为：
8、利用相机拍摄纺织物表面，获取纺织物表面rgb图像，将采集的纺织物表面rgb图像转化为灰度图像，将转化后的灰度图像作为纺织物表面灰度图像；利用图像去噪算法和图像增强算法分别对纺织物表面灰度图像进行处理，将处理后的结果图像作为织物表面灰度图像；
9、利用马尔科夫随机场模型获取织物表面灰度图像的纹理合成图像，将所述纹理合成图像作为mrf织物结构纹理图像。
10、优选的，所述根据mrf织物结构纹理图像中每个像素点所在局部区域的数据随机性和分布差异获取每个像素点的织物局部纹理特征向量和局部特征概率分布曲线的方法为：
11、以mrf织物结构纹理图像中每个像素点为中心构建预设大小的局部特征窗口，将mrf织物结构纹理图像中每个像素点8邻域内的像素点作为每个像素点的近邻特征像素点；
12、根据mrf织物结构纹理图像中每个像素点的局部特征窗口内每行像素点的数据随机性特征获取每个像素点的织物局部纹理特征向量；
13、对mrf织物结构纹理图像中每个像素点的局部特征窗口内的所有像素点的灰度值进行概率分布统计，获取mrf织物结构纹理图像中每个像素点对应的局部特征概率分布曲线。
14、优选的，所述根据mrf织物结构纹理图像中每个像素点的局部特征窗口内每行像素点的数据随机性特征获取每个像素点的织物局部纹理特征向量的方法为：
15、将每个像素点的局部特征窗口内每行像素点的灰度值作为输入，采用排列熵算法获取每个像素点的局部特征窗口内每行像素点的灰度值的排列熵；将每个像素点的局部特征窗口内所有行像素点对应的排列熵按照由小到大的顺序组成的向量作为织物局部纹理特征向量。
16、优选的，所述根据mrf织物结构纹理图像中每个像素点的织物局部纹理特征向量和局部特征概率分布曲线计算每个像素点的织物局部纹理特征差异系数的方法为：
17、
18、式中，表示第个像素点的织物局部纹理特征差异系数；表示第个像素点的织物局部纹理特征向量，表示第个像素点的第个近邻特征像素点的织物局部纹理特征向量，表示和之间的余弦相似度；表示第个像素点的局部特征概率分布曲线，表示第个像素点的第个近邻特征像素点的局部特征概率分布曲线，表示和之间的kl散度；表示第个像素点的近邻特征像素点的数量。
19、优选的，所述根据mrf织物结构纹理图像中每个像素点的织物局部纹理特征差异系数计算每个像素点的织物纱线局部结构复杂系数的方法为：
20、
21、式中，表示第个像素点的织物纱线局部结构复杂系数；表示第个像素点的织物局部纹理特征差异系数，表示第个像素点的第个近邻特征像素点的织物局部纹理特征差异系数；表示mrf织物结构纹理图像中第个像素点，表示第个像素点的局部特征窗口内第个像素点，表示和之间的欧氏距离；表示第个像素点的局部特征窗口内所有像素点的织物局部纹理特征差异系数的均值；表示第个像素点的局部特征窗口内像素点的数量。
22、优选的，所述根据mrf织物结构纹理图像中每个像素点的织物纱线局部结构复杂系数获取织物局部结构分析区域的方法为：
23、利用织物纱线局部结构复杂系数对mrf织物结构纹理图像中每个像素点的灰度值进行更新，将mrf织物结构纹理图像中灰度值更新后的结果图像作为织物局部结构特征图像，输入为织物局部结构特征图像，采用分水岭算法获取织物局部结构特征图像的分割结果图像，将织物局部结构特征图像的分割结果中每个图像块作为一个织物局部结构分析区域。
24、优选的，所述根据织物局部结构分析区域之间像素点的织物纱线局部结构复杂系数的差异计算每个织物局部结构分析区域的织物局部结构紧密系数的方法为：
25、
26、式中，表示第个织物局部结构分析区域的织物局部结构紧密系数；和分别表示第个织物局部结构分析区域的短游程优势值和长游程优势值；和分别表示第个织物局部结构分析区域的短游程优势值和长游程优势值；和分别表示第个和第个织物局部结构分析区域的灰度游程矩阵，表示和之间的sad值；表示织物局部结构分析区域的数量。
27、优选的，所述根据每个织物局部结构分析区域的织物局部结构紧密系数获取织物组织结构判别向量的方法为：
28、将织物局部结构特征图像的所有的织物局部结构分析区域的织物局部结构紧密系数组成的集合作为织物组织结构判别数据集合，输入为织物组织结构判别数据集合，采用归一化算法获取织物组织结构判别数据集合中每个元素的归一化结果，将织物组织结构判别数据集合中所有元素的归一化结果按照由小到大的顺序组成的向量作为织物组织结构判别向量。
29、优选的，所述根据织物组织结构判别向量获取织物组织结构图像识别结果的方法为：
30、输入为获取的织物表面灰度图像和对应的织物组织结构判别向量，采用卷积神经网络模型获取织物组织结构的判断结果，所述判断结果为获取的织物表面灰度图像是平纹、斜纹和缎纹的概率，根据织物组织结构的判断结果完成对织物组织结构图像的识别。
31、本技术的有益效果是：利用马尔科夫随机场模型获取织物表面灰度图像的mrf织物结构纹理图像，通过mrf织物结构纹理图像细化植物组织结构的纹理特征，并根据mrf织物结构纹理图像中局部区域的纹理特征差异构建织物纱线局部结构复杂系数，通过织物纱线局部结构复杂系数反映织物组织结构的局部区域内的纱线交织的复杂结构特征，并通过织物纱线局部结构复杂系数构建织物局部结构特征图像，并根据织物局部结构特征图像获取织物局部结构紧密系数，通过织物局部结构紧密系数反映织物组织结构的局部交织的密集特征，其有益效果在于通过织物局部结构特征图像反映局部纱线交织的复杂结构特征分布，考虑纱线交织的复杂结构特征分布情况结合卷积神经网络模型提高织物组织结构图像识别的准确性。
1.一种织物组织结构图像识别方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种织物组织结构图像识别方法，其特征在于，所述获取织物表面灰度图像，根据织物表面灰度图像获取mrf织物结构纹理图像的方法为：
3.根据权利要求1所述的一种织物组织结构图像识别方法，其特征在于，所述根据mrf织物结构纹理图像中每个像素点所在局部区域的数据随机性和分布差异获取每个像素点的织物局部纹理特征向量和局部特征概率分布曲线的方法为：
4.根据权利要求3所述的一种织物组织结构图像识别方法，其特征在于，所述根据mrf织物结构纹理图像中每个像素点的局部特征窗口内每行像素点的数据随机性特征获取每个像素点的织物局部纹理特征向量的方法为：
5.根据权利要求1所述的一种织物组织结构图像识别方法，其特征在于，所述根据mrf织物结构纹理图像中每个像素点的织物局部纹理特征向量和局部特征概率分布曲线计算每个像素点的织物局部纹理特征差异系数的方法为：
6.根据权利要求1所述的一种织物组织结构图像识别方法，其特征在于，所述根据mrf织物结构纹理图像中每个像素点的织物局部纹理特征差异系数计算每个像素点的织物纱线局部结构复杂系数的方法为：
7.根据权利要求1所述的一种织物组织结构图像识别方法，其特征在于，所述根据mrf织物结构纹理图像中每个像素点的织物纱线局部结构复杂系数获取织物局部结构分析区域的方法为：
8.根据权利要求1所述的一种织物组织结构图像识别方法，其特征在于，所述根据织物局部结构分析区域之间像素点的织物纱线局部结构复杂系数的差异计算每个织物局部结构分析区域的织物局部结构紧密系数的方法为：
9.根据权利要求1所述的一种织物组织结构图像识别方法，其特征在于，所述根据每个织物局部结构分析区域的织物局部结构紧密系数获取织物组织结构判别向量的方法为：
10.根据权利要求1所述的一种织物组织结构图像识别方法，其特征在于，所述根据织物组织结构判别向量获取织物组织结构图像识别结果的方法为：
