ICSxx

CCSxx

ZJEI

浙江省企業(yè)信息化促進(jìn)會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/ZJEIxx—xx

單紋理單色織物視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)技術(shù)要求

Technicalrequirementsforsingletextureandmonochromefabricvisualinspection

system

（征求意見(jiàn)稿）

2024-xx-xx發(fā)布2024-xx-xx實(shí)施

浙江省企業(yè)信息化促進(jìn)會(huì)??發(fā)布

T/ZJEIxx—xx

目次

前言............................................................................II

1范圍.................................................................................3

2規(guī)范性引用文件.......................................................................3

3術(shù)語(yǔ)和定義...........................................................................3

4縮略語(yǔ)...............................................................................4

5基本架構(gòu).............................................................................4

6功能要求.............................................................................5

圖像采集.........................................................................5

產(chǎn)線配置.........................................................................6

圖像檢測(cè).........................................................................6

產(chǎn)線運(yùn)維管理.....................................................................7

后臺(tái)管理.........................................................................7

7性能要求.............................................................................7

檢測(cè)性能要求.....................................................................7

系統(tǒng)性能要求.....................................................................8

8測(cè)試方法.............................................................................8

系統(tǒng)檢測(cè)時(shí)間測(cè)試評(píng)價(jià).............................................................8

精確度...........................................................................9

特效度...........................................................................9

誤檢率...........................................................................9

漏檢率...........................................................................9

馬修斯相關(guān)系數(shù)..................................................................10

平均交并比......................................................................10

色差計(jì)算公式....................................................................10

CCD掃描約定.....................................................................11

吞吐率.........................................................................11

I

T/ZJEIxx—xx

單紋理單色織物視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)技術(shù)要求

1范圍

本文件規(guī)定用于單紋理單色織物色差、缺陷及尺寸等的在線檢測(cè)系統(tǒng)的基本架構(gòu)、功能要求、性能

要求及測(cè)試方法。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T3978-2008標(biāo)準(zhǔn)照明體和幾何條件

GB/T5698-2001顏色術(shù)語(yǔ)

GB/T7921-2008均勻色空間和色差公式

JJG595-2002測(cè)色色差計(jì)檢定規(guī)程

3術(shù)語(yǔ)和定義

GB/T5698-2001界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

LAB顏色空間LABcolorspace

LAB顏色空間是基于人的生理特征的顏色系統(tǒng)，用數(shù)字化的方法描述人的視覺(jué)感應(yīng).

注：Lab顏色空間中的L分量用于表示像素的亮度，取值范圍是[0,100],表示從純黑到純白；a表示

從紅色到綠色的范圍，取值范圍是[127,-128]，紅色調(diào)為正值，綠色調(diào)為負(fù)值；b表示從黃色到藍(lán)色的

范圍，取值范圍是[127,-128]，黃色調(diào)為正值，綠色調(diào)為負(fù)值。LAB顏色空間致力于感知均勻性，它的L

分量密切匹配人類亮度感知，a和b分量的輸色階做精確的顏色平衡。

標(biāo)準(zhǔn)光源standardlightsource

國(guó)際照明委員會(huì)為統(tǒng)一顏色測(cè)量時(shí)的照明所規(guī)定的光源。

吞吐量throughput

單位時(shí)間內(nèi)處理的數(shù)據(jù)量。

收斂時(shí)間convergencetime

達(dá)到一定的收斂精度所需的時(shí)間。

示值誤差indicationerror

對(duì)白、紅、綠、藍(lán)、黃5種標(biāo)準(zhǔn)色板的Y,x,y進(jìn)行測(cè)量，每塊色板重復(fù)測(cè)量多次，每塊色板檢測(cè)

值與色板的各自標(biāo)準(zhǔn)值之差的絕對(duì)值定義為示值誤差。

重復(fù)性repeatability

測(cè)量同一位置的Y,x,y數(shù)據(jù)最大差值。

復(fù)現(xiàn)性eproducibility

設(shè)備與白板對(duì)量值的綜合復(fù)現(xiàn)能力的指標(biāo)。連續(xù)測(cè)量專用工白板多次，測(cè)量中，每次都要以白板中

心為軸轉(zhuǎn)動(dòng)約45。

3

T/ZJEIxx—xx

穩(wěn)定性stability

連續(xù)測(cè)量專用工作白板多次。在測(cè)量中，白板保持不動(dòng)。

4縮略語(yǔ)

下列縮略語(yǔ)適用于本文件。

DP：數(shù)據(jù)并行（DataParallel）

FNR：假陰性率，又稱漏檢率（FalseNegativeRate）

FPR:假陽(yáng)性率，又稱誤檢率（FalsePositiveRate）

TNR:特效度（TrueNegativeRate）

MCC:馬修斯相關(guān)系數(shù)（MatthewsCorrelationCoefficient）

PPV:精度，陽(yáng)性預(yù)測(cè)值（PositivePredictionValue）

MIOU：平均交并比（MeanIntersectionOverUnion）

5基本架構(gòu)

基于單紋單色織物的視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)架構(gòu)和框圖見(jiàn)下圖，包含車間配置管理部分和織物在線檢測(cè)模塊，

如下：

a)產(chǎn)線配置管理部分包含成像配置、成像控制、產(chǎn)線標(biāo)識(shí)等功能模塊，一般部署在產(chǎn)線端，需

要設(shè)置登錄賬號(hào)及權(quán)限，只允許車間管理員進(jìn)行操作；

b)織物在線檢測(cè)模塊包含圖像采集模塊、圖像預(yù)處理、NG圖像缺陷標(biāo)定、織物缺陷識(shí)別并定位。

模型算法既能支持后臺(tái)端算力訓(xùn)練和推理，也可支持邊端訓(xùn)練和推理；

c)產(chǎn)線運(yùn)維管理包含系統(tǒng)協(xié)同、系統(tǒng)配置、系統(tǒng)性能監(jiān)控、系統(tǒng)管理功能；

d)后臺(tái)管理包含模型訓(xùn)練、模型管理、數(shù)據(jù)管理以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)；

e)報(bào)表及缺陷的顯示、執(zhí)行單元操作等內(nèi)容須供需雙方互相約定。

圖1單紋單色織物視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)基本架構(gòu)

4

T/ZJEIxx—xx

圖2單紋單色織物視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)框圖

6功能要求

圖像采集

a)織物圖像拍攝應(yīng)滿足按生產(chǎn)節(jié)拍進(jìn)行采集，可滿足同時(shí)多臺(tái)成像設(shè)備的同步抓拍，圖片需滿

足配準(zhǔn)、拼接的功能，對(duì)同一缺陷的識(shí)別不能因?yàn)檫B續(xù)拍照而誤識(shí)別成多個(gè)缺陷。

b)對(duì)于織物的顏色識(shí)別產(chǎn)線，需要標(biāo)準(zhǔn)照明體系D65的多組光源，光通量需滿足在線采集織物

顏色的要求。照明應(yīng)符合GBT3978-1994《標(biāo)準(zhǔn)照明體及照明觀測(cè)條件》中的規(guī)定，即應(yīng)符合

45/0，0/d，d/0，0/45四種條件的任一種。

不同顏色的光源照射會(huì)對(duì)成像效果產(chǎn)生不同的影響，光源對(duì)顏色的特性表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：

a)色表：光源發(fā)出光的顏色；

b)顯色性：光源發(fā)出的光照射到物體上時(shí)，反（透）射光表現(xiàn)出的顏色的特性。

常用人造光源列表：

表1常用人造光源列表

光源特性范圍

CWF美國(guó)冷白商店光源多用于同色異譜測(cè)試

D65國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)人工日光平均北方日自然日光，代替自然光對(duì)色

典型的鹵鎢燈（白熾燈），色溫家庭或商場(chǎng)主要的使用光源，同色異譜測(cè)試用的

A(Incandecent)

2856K。典型白熾燈。

早期的平均日光燈，但它在近紫外區(qū)的相對(duì)光譜

C(Sunlight)過(guò)濾鹵鎢燈，色溫6770K。功率分布不符合平均晝光，目前已逐漸被D65取

代。

D50色溫5000K

D55色溫5500K

D75色溫7500K

12種不同類型的熒光燈，由于加入了熒光物質(zhì)，

F1-F12與日光和鎢絲燈相比，會(huì)在某些波長(zhǎng)處呈現(xiàn)出帶

狀輻射，為非連續(xù)譜。

美國(guó)商業(yè)熒光燈，典型的美國(guó)商場(chǎng)和辦公室用

色溫

CWF4150K燈，同色異譜測(cè)試用的典型熒光燈。

美國(guó)商業(yè)熒光燈，典型的美國(guó)商場(chǎng)和辦公室用

色溫

WWF3000K燈，同色異譜測(cè)試用的典型熒光燈。

5

T/ZJEIxx—xx

表1常用人造光源列表（續(xù)）

美國(guó)商業(yè)熒光燈，稀土商用熒光燈，用于商場(chǎng)照

色溫

U303000K明。

鹵鎢燈（白熾燈），模擬早上日升，下午日落的

HOR色溫2300K日光，與A同屬于家庭或商場(chǎng)使用的光源。同色

異譜測(cè)試用燈，俗稱黃昏日光燈。

UV紫外燈檢測(cè)織物上的熒光材料

c)圖像傳輸應(yīng)支持TCP/IP、FTP、CXP、GIGE等一種或者多種傳輸協(xié)議。

d)圖像成像按實(shí)際需求可靈活調(diào)整相機(jī)的高度，相機(jī)的拍攝角度，像素應(yīng)支持多種分辨率，圖

像成像像素需能在線設(shè)置。

e)圖像成像格式應(yīng)支持jpeg、tiff等多種格式。

f)應(yīng)支持圖像的旋轉(zhuǎn)、縮放、摳圖以及ROI等功能。

g)圖像幀率應(yīng)滿足業(yè)務(wù)應(yīng)用需求，支持20FPS以上。

h)經(jīng)圖像信息輸入系統(tǒng)獲取的源圖像通常含有各種各樣的噪聲和畸變，這些噪聲會(huì)影響圖像質(zhì)

量，系統(tǒng)應(yīng)支持圖像增強(qiáng)處理：光照預(yù)處理、對(duì)比度增強(qiáng)、中值濾波等。

i)應(yīng)支持對(duì)采集的圖片進(jìn)行人工或者自動(dòng)標(biāo)注。

j)應(yīng)能識(shí)別相機(jī)的制式（PAL或者NTSC）,并根據(jù)相機(jī)的制式選擇不同的算法。

k)圖像采集卡是控制相機(jī)拍照、完成圖像采集與數(shù)字化，協(xié)調(diào)整個(gè)系統(tǒng)的重要設(shè)備，圖像采集

精度須與相機(jī)的輸出信號(hào)匹配，采集卡需對(duì)多臺(tái)相機(jī)進(jìn)行同步或異步控制。

產(chǎn)線配置

a)接收擋車車間管理信息中的批次信息、規(guī)格、二維碼、RFID等信息，并支持流程操作，配置

流程的檢測(cè)項(xiàng)目。

b)應(yīng)支持與產(chǎn)線上的自動(dòng)化設(shè)備連接，并根據(jù)車間的工作情況觸發(fā)相機(jī)拍照，調(diào)用推理服務(wù)，

對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行處理等。

c)產(chǎn)線上應(yīng)設(shè)置相機(jī)控制面板，能調(diào)整圖像掃描參數(shù)，應(yīng)支持控制相機(jī)調(diào)整參數(shù)和光源，如焦

距和亮度。

d)產(chǎn)線能設(shè)置光源信息，應(yīng)支持光源的開(kāi)關(guān)控制，能設(shè)定光源強(qiáng)度，能設(shè)置光源工作模式，如

常亮或者頻閃等，可支持光源的遠(yuǎn)程控制及獨(dú)立控制。

圖像檢測(cè)

a)圖像檢測(cè)功能是面向單色織物的主要缺陷，色差檢測(cè)的穩(wěn)定性、重復(fù)性、復(fù)現(xiàn)性、以及測(cè)定

誤差應(yīng)符合要求。測(cè)量范圍為：1）當(dāng)處理色織物時(shí)，應(yīng)對(duì)經(jīng)線和緯線分別計(jì)算待測(cè)織物色差

的每個(gè)分割區(qū)域指標(biāo)值平均值和任意的最大差值和相對(duì)偏差值。算法需要分別處理、

、、和，當(dāng)超出閾值就'需要執(zhí)行相應(yīng)的措施'及顯示相關(guān)的'記錄，警示操作人員實(shí)'時(shí)

標(biāo)準(zhǔn)XYZX

處'理，'在經(jīng)線出現(xiàn)色差時(shí)，應(yīng)停機(jī)操作，防止布匹出現(xiàn)連續(xù)色差。2）檢測(cè)染色布時(shí)，首先根

YZA

據(jù)紋理特征和圖像分辨率，確定以目標(biāo)像素點(diǎn)為中心的領(lǐng)域m1*n1的大小，然后取鄰域內(nèi)所

有像素點(diǎn)的中值，計(jì)算平均值和任意的最大差值和相對(duì)偏差值。算法需要分別處理、

、、和，當(dāng)超出閾值就'需要執(zhí)行相應(yīng)的措施'及顯示相關(guān)的記'錄，警示操作人員實(shí)'時(shí)處'

標(biāo)準(zhǔn)XYZXY

理；'3）測(cè)量待測(cè)織物的尺寸；4）能夠顯著標(biāo)識(shí)具體的缺陷的位置及顯示相關(guān)的記錄；5）對(duì)

ZA

主要缺陷門幅異常、破邊、破洞、斷經(jīng)斷緯必須100%能檢出及顯示。

注：為包含（x1,x2…xn）的特征值空間。

'為包含（y1,y2…yn）的特征值空間。

X

'為包含（z1,z2…zn）的特征值空間。

Y

'標(biāo)準(zhǔn)為標(biāo)準(zhǔn)樣本空間。

Z

b)應(yīng)支持容器化部署，能適應(yīng)不同操作系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境。

A

c)應(yīng)響應(yīng)產(chǎn)線配置端的檢測(cè)流程的設(shè)置，包括數(shù)據(jù)接入、數(shù)據(jù)處理、模型訓(xùn)練、模型驗(yàn)證等。

6

T/ZJEIxx—xx

d)應(yīng)能讀取外部圖片，并對(duì)缺陷的織物做定位，并和生產(chǎn)線上的自動(dòng)化設(shè)備和巡檢設(shè)備等進(jìn)行

數(shù)據(jù)請(qǐng)求和返回結(jié)果的交互，顯示工作臺(tái)信息及批次號(hào)和規(guī)格等具體的內(nèi)容。

e)圖像的內(nèi)容不是單一的圖像，每塊被測(cè)區(qū)域存在雜質(zhì)的數(shù)量、大小、顏色、位置、形狀各異，

另由于布匹的快速運(yùn)動(dòng)對(duì)光線進(jìn)行反射，圖像存在大量噪聲，圖像的處理需考慮效率、預(yù)處

理。

f)支持圖片實(shí)例分割，應(yīng)支持小樣本訓(xùn)練，模型部署后能夠?qū)Υ嬉傻膱D片進(jìn)行再訓(xùn)練，提高模

型識(shí)別的準(zhǔn)確率。

產(chǎn)線運(yùn)維管理

a)應(yīng)支持?jǐn)?shù)據(jù)輸出功能，并將模型推理的結(jié)果和圖片進(jìn)行顯示、匯總并和其他生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行交

互。

b)應(yīng)對(duì)檢測(cè)平臺(tái)的服務(wù)性能如吞吐量和吞吐率、收斂時(shí)間、檢測(cè)速度和資源開(kāi)銷、PCIe傳輸速

度進(jìn)行評(píng)測(cè)和監(jiān)控。以一個(gè)模型使用單卡訓(xùn)練為例，假設(shè)訓(xùn)練時(shí)單卡最大能支持的localbatch

size為256，訓(xùn)練一個(gè)step的耗時(shí)為1秒。則單卡訓(xùn)練時(shí)的吞吐為256imgs/s。如果我們使

用32張卡做數(shù)據(jù)并行訓(xùn)練，假設(shè)沒(méi)有損耗，那么理論上的訓(xùn)練吞吐量科達(dá)到32x256=8192

imgs/s。

注：CPU圖片數(shù)據(jù)流通過(guò)PCIe讀進(jìn)顯存，然后GPU核心的計(jì)算結(jié)果通過(guò)PCIe從顯存送回內(nèi)存。

所以PCIe的傳輸速度可以產(chǎn)生影響，比如說(shuō)一個(gè)batch的數(shù)據(jù)(tensorshape:(32,224,224,3))

通過(guò)PCIe3.016(帶寬為15.754GB/s)傳輸?shù)紾PU理論所需時(shí)間為2.44ms。(float32的tensor

的size為322242243*8=0.0385GB)。

c)應(yīng)對(duì)產(chǎn)線及流程的算法進(jìn)行統(tǒng)管，支持模型的訓(xùn)練，并和邊側(cè)協(xié)同完成數(shù)據(jù)標(biāo)注、邊緣推理

和邊緣部署。

d)應(yīng)快速部署新的算法，具備算法的可靠性評(píng)估等功能。

e)支持邊端和后臺(tái)中心管理端協(xié)同。

f)邊端設(shè)備的原始圖片、標(biāo)注數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)集合、推理結(jié)果等信息應(yīng)在當(dāng)天和后臺(tái)設(shè)備進(jìn)行交互。

防止數(shù)據(jù)丟失。

g)邊端設(shè)備上的流程配置及模型算法應(yīng)每天和后臺(tái)設(shè)備進(jìn)行交互備份。

h)邊端設(shè)備的軟件運(yùn)行日志、審計(jì)錯(cuò)誤等應(yīng)當(dāng)天傳輸給后臺(tái)設(shè)備備份。

i)注：網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)脑O(shè)備及部署等本文檔不作說(shuō)明。

后臺(tái)管理

a)模型管理具有管理模型的版本，關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)集，配置節(jié)點(diǎn)硬件規(guī)格、運(yùn)行時(shí)依賴、超參文件、

工作站信息。

b)模型訓(xùn)練具有調(diào)用在線的模型進(jìn)行訓(xùn)練，展示模型訓(xùn)練完成的結(jié)果信息，評(píng)估模型的性能。

c)數(shù)據(jù)管理提供數(shù)據(jù)標(biāo)注、數(shù)據(jù)清洗、分組、特征分析功能。

d)模型發(fā)布提供在線模型發(fā)布到工作站，并記錄日志信息。

e)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)存儲(chǔ)疵點(diǎn)、布匹、設(shè)備等多維度數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)與分析結(jié)果可匯總到大數(shù)據(jù)平臺(tái)。

7性能要求

檢測(cè)性能要求

a)色差的穩(wěn)定性、重復(fù)性及復(fù)現(xiàn)性以及示值誤差，如圖所示。

7

T/ZJEIxx—xx

圖3色差的穩(wěn)定性、重復(fù)性及復(fù)現(xiàn)性以及誤差等級(jí)表

b)產(chǎn)線圖像設(shè)備的采集應(yīng)符合生產(chǎn)節(jié)拍的要求，傳輸裝置應(yīng)該和待測(cè)織物的運(yùn)動(dòng)速度保持一致，

掃描頻率應(yīng)該按照待測(cè)織物的運(yùn)動(dòng)速度及待掃描的待測(cè)織物的寬幅等進(jìn)行設(shè)置，保持光照均

勻、穩(wěn)定、不影響織物的色差和缺陷、尺寸等的檢測(cè)。

c)待測(cè)織物的多次測(cè)量的結(jié)果應(yīng)保持一致。

d)模型的測(cè)量推理驗(yàn)證速度應(yīng)滿足生產(chǎn)的要求。

系統(tǒng)性能要求

a)系統(tǒng)應(yīng)滿足生產(chǎn)線24小時(shí)運(yùn)行要求，按系統(tǒng)保障機(jī)制，應(yīng)有實(shí)時(shí)切換的備份系統(tǒng)和數(shù)據(jù)能響

應(yīng)廠區(qū)的突發(fā)情況。

b)系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)的顯示及頁(yè)面響應(yīng)滿足生產(chǎn)線實(shí)時(shí)生產(chǎn)的要求。

c)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)及頁(yè)面展示應(yīng)滿足一致性要求，產(chǎn)線對(duì)采集設(shè)備的設(shè)置和設(shè)備之間交互響應(yīng)應(yīng)保

證實(shí)時(shí)生效。

d)系統(tǒng)的維護(hù)性及易用性應(yīng)滿足實(shí)際的生產(chǎn)要求，保持所見(jiàn)即為所得，交互信息應(yīng)保持沒(méi)有歧

義，簡(jiǎn)潔和準(zhǔn)確，并且提示和警告的展示能夠醒目、準(zhǔn)確、方便定位故障。系統(tǒng)應(yīng)提供完備

的文檔和操作手冊(cè)。

e)為應(yīng)對(duì)突發(fā)情況，系統(tǒng)應(yīng)滿足遠(yuǎn)程操控的要求。同時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)明確設(shè)置權(quán)限級(jí)別，防止不當(dāng)

操作。

8測(cè)試方法

系統(tǒng)檢測(cè)時(shí)間測(cè)試評(píng)價(jià)

系統(tǒng)檢測(cè)時(shí)間測(cè)試評(píng)價(jià)方法如下：

a)創(chuàng)建并配置檢測(cè)任務(wù)，選取N個(gè)測(cè)試對(duì)象，圖像采集設(shè)備進(jìn)行圖像采集，接入測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行

推理；

b)統(tǒng)計(jì)N個(gè)測(cè)試對(duì)象從圖像采集、AI圖像處理進(jìn)行缺陷分析，最終輸出檢測(cè)結(jié)果所消耗的時(shí)間

t(i=1，2，…,N)，通過(guò)如下公式計(jì)算系統(tǒng)平均檢測(cè)時(shí)間T：

?（）

1

式中：?=