趙萬(wàn)榮

摘 要：近幾年隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和普及，計(jì)算機(jī)技術(shù)幾乎應(yīng)用到了各行各業(yè)當(dāng)中?，F(xiàn)代化的紡織業(yè)也應(yīng)用到了計(jì)算機(jī)技術(shù)，由于紡織品在進(jìn)入市場(chǎng)前要經(jīng)過(guò)一定的測(cè)試和檢驗(yàn)，而計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)極大的提升了紡織品檢測(cè)的效率。為此我們對(duì)圖像測(cè)試技術(shù)應(yīng)用于混紡紗線中的纖維轉(zhuǎn)移指數(shù)測(cè)試進(jìn)行詳細(xì)的分析，并對(duì)測(cè)試系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和優(yōu)化提出建議。

關(guān)鍵詞：圖像測(cè)試技術(shù)；混紡紗線；纖維轉(zhuǎn)移指數(shù)

隨著計(jì)算機(jī)圖像測(cè)試技術(shù)的應(yīng)用，其檢測(cè)的效率大大提高，為此文章將詳細(xì)地分析該技術(shù)實(shí)現(xiàn)的步驟以及系統(tǒng)的優(yōu)化方向。

1 數(shù)字圖像處理技術(shù)概述以及在紡織業(yè)中的應(yīng)用

數(shù)字圖像處理技術(shù)的主要實(shí)現(xiàn)原理是將圖像信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，并通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)中的采集和數(shù)字化、圖像增強(qiáng)和恢復(fù)、圖像壓縮等實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像的數(shù)字化處理，基本的步驟為圖像信息獲取-預(yù)處理-特征提取-圖像分析幾個(gè)階段。上世紀(jì)九十年代圖像處理技術(shù)就在紡織業(yè)中獲得了應(yīng)用，主要目的是半制品檢測(cè)、紗線性能檢測(cè)等，隨著紡織業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷發(fā)展，其在纖維性能分析、纖維取向評(píng)定等方面的領(lǐng)域研究越來(lái)越深入。

2 圖像測(cè)試應(yīng)用于纖維轉(zhuǎn)移指數(shù)測(cè)試的步驟

2.1 測(cè)試的基本流程

測(cè)試共分為五個(gè)步驟，其中混紡紗中纖維徑向分布的測(cè)試用漢密爾頓指數(shù)分析法來(lái)完成，具體的操作步驟分別是圖像的錄入和預(yù)處理、圖像分割、對(duì)紗線做分層處理并統(tǒng)計(jì)、計(jì)算纖維在紗線中的分布曲線、計(jì)算漢密爾頓轉(zhuǎn)移指數(shù)。

2.2 圖像的獲取和矯正

首先是制取試樣，使用Y172切片器截取纖維片段，取紗線的數(shù)量標(biāo)準(zhǔn)為輕拉纖維束稍有移動(dòng)為佳。并用刀片清理金屬板外面的纖維并調(diào)節(jié)精密螺絲，并讓金屬板沒(méi)過(guò)纖維稍的位置，對(duì)末端的纖維涂抹一層棉膠，等干燥以后用刀片沿著金屬面板切割完成第一個(gè)試樣。由于無(wú)法準(zhǔn)確的控制厚度，所以第一片一般不作為正式的樣本，按照同樣的方法進(jìn)行數(shù)次切片后選取樣本。其次是后去切片的圖像，在顯微鏡上拍攝切片照片，選擇清晰度和對(duì)比度較好的樣張，經(jīng)過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換獲得原始圖樣，處理得到512·512尺寸圖片。最后是對(duì)圖片做預(yù)處理完成圖像的校正，由于圖片必然存在一定的光照不均勻、清晰度和噪點(diǎn)等問(wèn)題，因此要想獲得能夠真實(shí)反映和測(cè)量纖維轉(zhuǎn)移指數(shù)的圖片還需進(jìn)行圖片的處理，處理的主要方式有平滑濾波、圖像增強(qiáng)、銳化、邊緣檢測(cè)和加強(qiáng)等。

2.3 圖像分割

將處理后的圖像分割成等分的幾個(gè)外接圓，并保證最大的圓能夠包圍絕大部分的纖維，本次試驗(yàn)中我們將圖像分割成五個(gè)同心圓。

2.4 分層處理并統(tǒng)計(jì)纖維的根數(shù)

統(tǒng)計(jì)每一個(gè)圓環(huán)中纖維的總根數(shù)，并在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的輔助下分析各層纖維的分布頻數(shù)。難免在統(tǒng)計(jì)纖維根數(shù)的時(shí)候，會(huì)出現(xiàn)同時(shí)跨越兩個(gè)圓環(huán)的情況，為了確保頻數(shù)的準(zhǔn)確真實(shí)。我們使用的方法是，截面面積的一半為界限，將圖像放大后分割成數(shù)個(gè)單位格，哪個(gè)圓環(huán)內(nèi)的單位格子數(shù)量多則歸類到該單位元內(nèi)。

2.5 纖維在紗線中的分布曲線的計(jì)算

由于A、B兩類纖維的線密度和截面積不同，所以要按照根數(shù)正比例轉(zhuǎn)化成截面積的比。

2.6 計(jì)算漢密爾頓指數(shù)

上文中已經(jīng)計(jì)算出均勻分布一次矩的大小，而漢密爾頓指數(shù)的計(jì)算方式為：對(duì)比[FM？琢]A和[FM？滋]A的大小，如果前者大于后者，表示A纖維是向外轉(zhuǎn)移的，那么其轉(zhuǎn)移指數(shù)大小M就可以得出：

相反如果后者大于前者，則說(shuō)明A纖維是向內(nèi)轉(zhuǎn)移的，其計(jì)算方法以及對(duì)應(yīng)的B纖維的轉(zhuǎn)移指數(shù)計(jì)算方式雷同。一般來(lái)說(shuō)M的值在（-100%～+100%）之間均有可能，M值等于0是表示是纖維的分布式絕對(duì)均勻的。M>0表示該纖維對(duì)應(yīng)的是向外層轉(zhuǎn)移，而M<0表示為向內(nèi)轉(zhuǎn)移。M值的絕對(duì)值越大表示向內(nèi)或向外轉(zhuǎn)移的程度越大，當(dāng)達(dá)到最大值100%時(shí)表示纖維與橫截面的紗是完全分離的。

3 系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和優(yōu)化

系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境的最低硬件需求：CPU性能≥1600MHz，內(nèi)存≥256M，硬盤>40G，顯示器最低為VGA，800*600增強(qiáng)色（16位），軟件為Windows XP以上，開(kāi)發(fā)工具為DELPHI 13.0。軟件的開(kāi)發(fā)流程對(duì)應(yīng)上文中的各個(gè)步驟，首先是對(duì)圖像的預(yù)處理，調(diào)入系統(tǒng)后認(rèn)為操作并選擇對(duì)應(yīng)的闕值，對(duì)圖像做二值化處理，隨后計(jì)算每一層圓環(huán)內(nèi)的纖維分布，使用方法是用畫筆將兩個(gè)纖維粘連的位置分割開(kāi)，并將連接的地方設(shè)定一個(gè)背景色。并自動(dòng)計(jì)算出不同范圍內(nèi)纖維的分布和根數(shù)，并代入系統(tǒng)內(nèi)置的函數(shù)中計(jì)算均勻分布一次矩的大小和實(shí)際體積一次矩的大小，隨后對(duì)比大小做出分析結(jié)果。系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的難點(diǎn)是如何將實(shí)際拍攝并處理后的照片轉(zhuǎn)化成數(shù)字化的信息，因此就需要在圖像上提取特征值，并實(shí)現(xiàn)特征值和織物組織機(jī)構(gòu)參數(shù)之間的關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)圖像信號(hào)和數(shù)字信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換。織物的圖像是一種二維信號(hào)，而其處理的本質(zhì)就是將一個(gè)二維信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)，并實(shí)現(xiàn)對(duì)纖維在織物中的分布的分析和計(jì)算。

4 結(jié)束語(yǔ)

圖像測(cè)試技術(shù)的應(yīng)用極大地提高了紡織企業(yè)的生產(chǎn)效率和現(xiàn)代化程度，尤其是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，其系統(tǒng)也不斷地優(yōu)化和完善?，F(xiàn)代計(jì)算機(jī)處理技術(shù)研究的重點(diǎn)內(nèi)容有織物懸垂性測(cè)試、經(jīng)緯度密度測(cè)試、起毛起球級(jí)別測(cè)試、纖維長(zhǎng)細(xì)度測(cè)試等領(lǐng)域，無(wú)一例外計(jì)算機(jī)圖像測(cè)試技術(shù)的應(yīng)用極大地提高了工作效率，減少了人力投入，同時(shí)也提高了紡織品的質(zhì)量和檔次，對(duì)于現(xiàn)代紡織業(yè)有著極其重要的意義和作用。

參考文獻(xiàn)

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