基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的印染在線配色設(shè)備及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的印染在線配色 設(shè)備及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在印染領(lǐng)域內(nèi)，配色儀器的研制一直是研究的熱點(diǎn)，但是由于條件限制，至今很多 的生產(chǎn)企業(yè)仍主要依靠目視判斷和配色經(jīng)驗(yàn)來(lái)完成印染的配色工藝。但是該種方法本身存 在著一定的人為誤差風(fēng)險(xiǎn)，而且近年來(lái)印染工廠的配色熟練工數(shù)量正逐步減少，使得該工 作的人力成本提高，高強(qiáng)度的配色工作同時(shí)也使得人為的視覺(jué)誤差處于較高的水平，一定 程度上影響了生產(chǎn)企業(yè)的印染產(chǎn)品質(zhì)量和出貨效率的進(jìn)一步提升，存在諸多弊端。而且染 料的顏色與所使用原料以及當(dāng)前染料池中的染料顏色都有一定的關(guān)系，但是沒(méi)有精確數(shù)學(xué) 模型可以采用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的印染在線配色設(shè) 備及方法，提高了配色準(zhǔn)確率，提高了印染產(chǎn)品質(zhì)量和出貨效率，節(jié)約了人力成本。
[0004] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的印染在線配色設(shè) 備，包括：
[0005] 標(biāo)準(zhǔn)色卡采集模塊，用于采集標(biāo)準(zhǔn)色卡圖像；
[0006] 染料池圖像采集模塊，設(shè)置于待處理染料池四周，用于采集待處理染料池的實(shí)際 色彩圖像；
[0007] 超聲波液位測(cè)量?jī)x，設(shè)置于待處理染料池上，用于測(cè)量待處理染料池的液位高度， 并根據(jù)所述高度計(jì)算得到待處理染料池內(nèi)已有染料液體的體積；
[0008] 數(shù)據(jù)處理模塊，分別與所述標(biāo)準(zhǔn)色卡采集模塊、所述染料池色彩采集模塊和所述 超聲波液位測(cè)量?jī)x連接，用于計(jì)算待處理染料池實(shí)際色彩圖像與標(biāo)準(zhǔn)色卡圖像的色差，并 根據(jù)所述色差和所述待處理染料池的體積基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型確定各色染料所需流量值；
[0009] 流量電磁閥，與所述數(shù)據(jù)處理模塊連接，用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)處理模塊確定的各色 染料所需流量值利用模糊控制技術(shù)控制染料流量實(shí)現(xiàn)染料在線分配，使得攪拌后待處理染 料池實(shí)際色彩滿足標(biāo)準(zhǔn)色卡色彩要求。
[0010] 進(jìn)一步的，所述標(biāo)準(zhǔn)色卡采集模塊包括標(biāo)準(zhǔn)色卡采集卡槽和與所述標(biāo)準(zhǔn)色卡采集 卡槽連接的高分辨率工業(yè)攝像頭；所述染料池色彩采集模塊具體為高分辨率工業(yè)攝像頭； 所述數(shù)據(jù)處理模塊具體為計(jì)算機(jī)。
[0011] 本發(fā)明還提供了一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的印染在線配色方法，所述方法是基于上 述的配色設(shè)備，則所述方法包括步驟：
[0012] S101、根據(jù)實(shí)驗(yàn)室調(diào)色實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)建立調(diào)色方案神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；
[0013] S102、將標(biāo)準(zhǔn)色卡插入采集卡槽，通過(guò)攝像頭采集標(biāo)準(zhǔn)色卡色彩圖像，并發(fā)送至計(jì) 算機(jī)進(jìn)行預(yù)處理和RGB分析；
[0014] S103、待處理染料池四周的攝像頭實(shí)時(shí)采集待處理染料池的實(shí)際色彩圖像，發(fā)送 至計(jì)算機(jī)進(jìn)行預(yù)處理和RGB分析；
[0015] S104、超聲波液位測(cè)量?jī)x測(cè)量待處理染料池中已有染料液體的液位高度，并根據(jù) 待處理染料池的面積計(jì)算待處理染料池內(nèi)已有染料液體的體積；
[0016] S105、對(duì)步驟S102和S103處理后分別得到的標(biāo)準(zhǔn)色卡和待處理染料池的RGB值 進(jìn)行差分處理；
[0017] S106、根據(jù)差分結(jié)果及待處理染料池內(nèi)已有染料液體的體積，輸入到步驟SlOl中 確定的調(diào)色方案神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，計(jì)算得到紅、綠、藍(lán)三種染料分別補(bǔ)充的單次調(diào)色所需流量 值；
[0018] S107、根據(jù)計(jì)算得到的紅、綠、藍(lán)三種染料分別補(bǔ)充的單次調(diào)色所需流量值，運(yùn)用 模糊控制技術(shù)控制流量電磁閥實(shí)現(xiàn)給料，并控制攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌；
[0019] S108、攪拌完成后，重復(fù)步驟S102-S107,直至待處理染料池中染料顏色滿足標(biāo)準(zhǔn) 色卡色彩要求。
[0020] 進(jìn)一步的，所述SlOl具體包括步驟：
[0021] S1011、通過(guò)實(shí)驗(yàn)室的反復(fù)調(diào)色實(shí)驗(yàn)得到一組調(diào)色數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練樣本X = [X1, X2, · · ·，Xn]和 Y = Iiy1, y2, · · ·，yn]，其中，η 表示樣本的個(gè)數(shù)，Xi= [r D, gD, bD, V]，i = 1，2, 3,…，n，rD、gD、bD表示RGB值的色度坐標(biāo)，v為染料液體體積，y .j= [y rad, ygra;n，ybluJ，j =1，2, 3, ···，n，yrad、ygra;n、y-分別表示紅、綠、藍(lán)三色染料所需流量值；
[0022] S1012、根據(jù)公式 Xn= 2*(χ ?-η?ηχ^/Οι?ΒΧΧ?-η?ηχ^-Ι 對(duì)訓(xùn)練樣本進(jìn)行歸一化處 理，初始化隱含層與輸入層之間的權(quán)值、閾值，對(duì)具有正切S型激活函數(shù)的神經(jīng)元產(chǎn)生對(duì)稱 隨機(jī)數(shù)；其中，maXXy minxi別為X ;的最大值和最小值，X η為映射后的數(shù)據(jù)；
[0023] S1013、以X為輸入，Y為期望輸出，設(shè)定偏差e = Ie 5,將訓(xùn)練參數(shù)初始化，采用快 速BP算法訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，訓(xùn)練得到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中間三層的連接權(quán)值，確定該批次紅、綠、藍(lán)三 色染料的調(diào)色方案神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。
[0024] 進(jìn)一步的，所述S102具體包括步驟：
[0025] S1021、將標(biāo)準(zhǔn)色卡插入采集卡槽，通過(guò)攝像頭采集標(biāo)準(zhǔn)色卡色彩圖像Ps，并發(fā)送 至計(jì)算機(jī)；
[0026] S1022、計(jì)算機(jī)采用中值濾波法，去除標(biāo)準(zhǔn)色卡色彩圖像Ps的噪聲，得到無(wú)噪聲的 標(biāo)準(zhǔn)色卡圖像;
[0027] S1023、計(jì)算 Ps，的高度 Hs;
[0028] S1024、依次從圖像Ps'高度的
處從左到右掃描圖像，其中η為正整數(shù)，is = 1，3, 5,…，2n-l ;
[0029] S1025、對(duì)搜索到的每個(gè)像素點(diǎn)進(jìn)行RGB值分析后取平均值得到Is，Os，值， 以此作為標(biāo)準(zhǔn)色卡的RGB值。
[0030] 進(jìn)一步的，所述S103具體包括步驟：
[0031] S1031、待處理染料池四周四個(gè)不同的工業(yè)攝像頭實(shí)時(shí)采集待處理染料池實(shí)際色 彩圖像，分別為PR1，PR2, PR3, PR4，并發(fā)送至計(jì)算機(jī)；
[0032] S1032、計(jì)算機(jī)采用中值濾波法，去除待處理的染料池的實(shí)際色彩圖像的噪聲，得 到無(wú)噪聲的待處理的染料池的實(shí)際色彩圖像P r/、PJ、PJ和Pr/ ;
[0033] S1033、依次從圖像V、PJ、PJ和？"高度的_處從左到右掃描圖像，其中 η 為正整數(shù)，iR= 1，3, 5,…，2n-l ;
[0034] S1034、對(duì)搜索到的每個(gè)像素點(diǎn)進(jìn)行RGB值分析后取平均值，得到圖像PR1'、P R2'、 Pr3'和心'的I，弓取、I值，其中，i = l，2,3,4;
[0035] S1035、根據(jù)公式：

計(jì)算得到待處理的染料池的實(shí)際色彩圖像的RGB平均值
[0036] 進(jìn)一步的，所述S105具體包括步驟：
[0037] S1051、將標(biāo)準(zhǔn)色卡圖像Pj9RGB平均值ls，Gs, 與染料池實(shí)時(shí)色彩圖像戸1? 的RGB平均值Is，，Sr進(jìn)行差分處理，得到差值反。，διν，S b;:
[0038] S1052、求解艮V :Gd，各自在總量中的相對(duì)比例，將其用色 度坐標(biāo)rD、gD、b D表示，色度坐標(biāo)計(jì)算公式具體為：
[0040] 進(jìn)一步的，所述S107具體包括步驟：
[0041] S1071、以紅色染料流量電磁閥的控制為例，紅色染料流量電磁閥的流量傳感器模 塊實(shí)時(shí)測(cè)量流經(jīng)流量電磁閥的染料流量為F rad。
[0042] S1072、紅色染料流量電磁閥的微控制器模塊以染料的流量為控制對(duì)象，以目標(biāo)流 量Vrad和實(shí)測(cè)流量F 的誤差為偏差e輸入量，偏差