宋新惠，包巧梅，徐文靜，眭建華

(1.蘇州大學(xué)紡織與服裝工程學(xué)院，江蘇蘇州 215006;2. 江蘇省產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院紡織絲綢產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究所，江蘇南通 226018;3. 現(xiàn)代絲綢國家工程實(shí)驗(yàn)室(蘇州)江蘇蘇州 215006;4.吳江市鼎盛絲綢有限公司，江蘇 蘇州 215228)

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平紋類真絲練白綢等級(jí)差灰度特征

宋新惠1,2,3，包巧梅4，徐文靜1，眭建華1,2,3

(1.蘇州大學(xué)紡織與服裝工程學(xué)院，江蘇蘇州 215006;2. 江蘇省產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院紡織絲綢產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究所，江蘇南通 226018;3. 現(xiàn)代絲綢國家工程實(shí)驗(yàn)室(蘇州)江蘇蘇州 215006;4.吳江市鼎盛絲綢有限公司，江蘇 蘇州 215228)

摘要：為探討不同結(jié)構(gòu)配置的真絲平紋織物以及不同程度精練真絲平紋織物所表現(xiàn)的灰度信息特征，選取喬其、電力紡、雙縐、雪紡及順紆縐不同絲線結(jié)構(gòu)和經(jīng)緯密度規(guī)格共15個(gè)真絲平紋織物成品，設(shè)計(jì)采用紡織CAD，設(shè)定4個(gè)等級(jí)差灰度，對(duì)樣品進(jìn)行分色處理，獲取不同灰度像素值的占比。試驗(yàn)結(jié)果表明：紋織CAD軟件等級(jí)差分色分析織物圖像灰度信息的方法適用于區(qū)別不同品類的真絲平紋織物，但不適用于判定生坯織物的精練程度。

關(guān)鍵詞：CAD；平紋真絲織物；取色分色；灰度比例

近年來關(guān)于織物圖像特征分析主要采取灰度共生矩陣、小波分析、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)手段[1-5]，掌握與操作比較困難，更適合理論研究，而不便于實(shí)際應(yīng)用。一般紡織CAD軟件在對(duì)織物實(shí)物圖像進(jìn)行分色處理后都自帶有各個(gè)色彩信號(hào)的有關(guān)信息，如色彩值、色彩在全圖像中所占百分比等。本文嘗試采用紋織CAD軟件，設(shè)置灰度等級(jí)差分色方法，對(duì)不同結(jié)構(gòu)規(guī)格全真絲平紋織物及同一規(guī)格不同精練程度的真絲平紋織物進(jìn)行分色與色彩分布特征分析。

1試驗(yàn)

1.1等級(jí)差灰度分色方法

試驗(yàn)操作在紋織CAD軟件中進(jìn)行，設(shè)計(jì)等級(jí)差灰度分色的方法如圖1所示。

圖1　紋織CAD灰度等級(jí)差分色操作程序

本試驗(yàn)所設(shè)定的起始色號(hào)為1，色彩數(shù)為n=4，即分色賦值結(jié)果為：1號(hào)色，L1=255；2號(hào)色，L2=170；3號(hào)色，L3=85；4號(hào)色，Lx=0。

1.2試驗(yàn)材料

1.2.1全真絲練白織物樣品

試驗(yàn)選用了幾個(gè)典型真絲平紋織物成品，有平經(jīng)平緯、中密度的電力紡，平經(jīng)雙向縐線緯、中密度的雙縐，平經(jīng)單向縐線緯、低密度的順紆，經(jīng)緯均采用中捻度、雙向縐線配置、低密度的雪紡，以及經(jīng)緯均采用高捻度、雙向縐線配置、低密度的喬其。具體規(guī)格如表1所示，表中Pj、Pw表示經(jīng)緯密(單位：根/10cm)，n表示經(jīng)緯線的單根絲線并合根數(shù)(單根絲線為22.2/22.4dtex桑蠶絲)，T表示絲線加捻情況(含捻度與捻向)，E表示織物總蓋覆緊度(單位%)。

表1　真絲平紋織物樣品規(guī)格表

1.2.2不同程度精練織物樣品

選取兩塊未經(jīng)脫膠處理的喬其、雪紡生坯織物，以相同的精練配置，設(shè)置經(jīng)不同精練工藝制取不同脫膠程度的樣品。

選取的喬其生坯規(guī)格為：經(jīng)組合2/22.2/24.4dtex30T/2S2Z桑蠶絲，緯組合2/22.2/24.4dtex30T/2S2Z桑蠶絲，經(jīng)密375根/10cm，緯密340根/10cm；雪紡生坯規(guī)格為：經(jīng)組合2/22.2/24.4dtex12T/2S2Z桑蠶絲，緯組合2/22.2/24.4dtex12T/2S2Z桑蠶絲，經(jīng)密452根/10cm，緯密421根/10cm。

精練工藝為：

(1)預(yù)處理：浴比1∶50，純堿1g/L，70℃恒溫水浴煮練40min。

(2)初練：浴比1∶50，工業(yè)皂5g/L，純堿0.5g/L，硅酸鈉3g/L，保險(xiǎn)粉0.5g/L，95℃的恒溫水浴煮練。

(3)復(fù)練：浴比1∶50，純堿0.5g/L，硅酸鈉1g/L，保險(xiǎn)粉0.5g/L，98℃恒溫水浴煮練。

(4)水洗晾干：95℃熱水洗5min，然后60℃熱水洗5min，冷水洗15min，掛晾至干。

制取表2所示的7種不同程度精練織物樣品。

表2　不同程度精練織物樣品規(guī)格

1.3圖像的獲取

與自然光源取像和閃光光源取像相比，掃描儀取像更趨于平行光源取像，圖像保真性好。但要使圖像做到獲取快、失真小、分析便捷，必須考慮掃描選定的分辨率dpi 值(A)、掃描儀底板灰度(B)、掃描取像大小(C)、掃描圖像的保存格式(D)等因素。為此設(shè)定一A、B、C、D四因素多水平正交試驗(yàn)，以4#電力紡樣品為試驗(yàn)材料，以4個(gè)等級(jí)差灰度分色。因素水平表設(shè)計(jì)如表3所示。

表3　因素水平表

2結(jié)果與分析

2.1圖像獲取正交試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)表2的因素?cái)?shù)與水平數(shù)建立的S8(4×24)正交試驗(yàn)表，在樣品上隨機(jī)位置獲取十組圖像數(shù)據(jù)，求得每組數(shù)據(jù)間的離差值，獲得的試驗(yàn)結(jié)果如表4所示。

表4　正交實(shí)驗(yàn)S8(4×24)及所得結(jié)果

根據(jù)“某個(gè)因素的K值取最小值時(shí)，該因素的對(duì)應(yīng)水平為符合條件的最佳水平”的判別依據(jù)，由表4可知最優(yōu)結(jié)果組合為A3,B2,C2,D1，即分辨率取600dpi，掃描取像區(qū)域?yàn)?cm×5cm，掃描儀底板灰度值為R=0、G=0、B=0，圖像獲取后以48位全彩bmp格式保存為最佳。

2.2全真絲練白織物的灰度特征

表1所示的15個(gè)真絲平紋練白織物的等級(jí)差灰度占比Si值試驗(yàn)結(jié)果如表5所示。

2.2.1不同結(jié)構(gòu)真絲平紋織物樣品的Si值特征

由表5可以看出：

(1)所有樣品均以S1灰度為主，占比均在50%以上。相比之下，雙縐產(chǎn)品的值S1最大，電力紡產(chǎn)品次之，喬其產(chǎn)品為第三，雪紡第四，順紆縐產(chǎn)品最小。

(2)表面平整、密度適中的電力紡、雙縐產(chǎn)品的灰度分布主要集中在S1、S2上，S1+S2基本都在95%上下，S3很小，而與掃描儀背景灰度相同的S4基本都為0。

表5　練白真絲平紋織物樣品Si值(%)

(3)高捻、低密配置的喬其、順紆縐產(chǎn)品及捻度相對(duì)較低的雪紡產(chǎn)品，結(jié)構(gòu)稀疏透漏，因而存在占比10%左右的S4值，

(4)縐經(jīng)縐緯的喬其產(chǎn)品S2>S3>S4，即灰度值越小，所占比越小。

(5)平經(jīng)單向縐緯的順紆縐產(chǎn)品S2、S3、S4值均相近，基本都在15%左右。

2.2.2相同結(jié)構(gòu)不同蓋覆緊度E值樣品的Si值特征

由表5可以看出：

(1)1#～3#的喬其樣品S1、S2、S3、S4值占比情況無明顯規(guī)律，即總緊度E值變化對(duì)其灰度分布無影響。

(2)4#～7#的電力紡樣品的S1值的變化規(guī)律不明顯，但S1+S2值隨著總緊度E值增大而增大，而S3、S4值均隨著總緊度E值增大而減小。

(3)8#～11#的雙縐樣品S1、S2、S3、S4值占比情況無明顯規(guī)律，總緊度E值變化對(duì)其灰度分布影響不明顯。

(4)12#～13#的雪紡樣品S1、S2隨著總緊度E增大比逐漸增大，S3、S4隨著總緊度E值增大在逐漸減小。

2.3不同程度精煉的平紋織物樣品的Si值特征

2.3.1喬其

測(cè)得不同程度精煉的喬其樣品的經(jīng)密Pj(根/10cm)、緯密Pw(根/10cm)、總蓋覆系數(shù)E(%)、重量減率Q(%)以及等級(jí)差灰度分色Si(%)值結(jié)果如表6所示。

表6　不同精煉程度喬其樣品試驗(yàn)結(jié)果(%)

由表6可以看出：

(1)精練預(yù)處理后，Q值可達(dá)13.5，織物經(jīng)緯向均發(fā)生強(qiáng)烈收縮，Pj、Pw值均有近30%的增大，E值增大近80%；隨著精練程度的增強(qiáng)，Pj、Pw及E值呈小幅度遞增，Q值可遞增至20.5%。

(2)未經(jīng)精練處理的樣品表現(xiàn)S1為55.07%，明顯高于其他值，而S2、S3、S4值比較接近，均出10%～20%之間。

(3)預(yù)處理后，S1有較明顯降低，同時(shí)S2值顯著提高，S3值變化不明顯，S4值顯著下降。這說明預(yù)處理后，織物發(fā)生強(qiáng)烈縮幅的同時(shí)也發(fā)生了強(qiáng)烈的起縐效應(yīng)。

(4)程度遞增精練的樣品的S1、S2、S3、S4值的分布特征與預(yù)處理后的特征相似，這說明喬其這種高捻度、異捻向配置的真絲平紋織物在預(yù)處理后就形成了喬其產(chǎn)品基本外觀風(fēng)格特征。

(5)隨著精練程度加強(qiáng)，S1和S1+S2值有小幅度增大，S3無明顯變化，S4值進(jìn)一步小幅度減小。分析認(rèn)為應(yīng)該是經(jīng)緯絲線發(fā)生進(jìn)一步曲折所致，原來的稀疏通透結(jié)構(gòu)有所減弱。

2.3.2雪紡

測(cè)得不同程度精煉的雪紡樣品的經(jīng)密Pj(根/10cm)、緯密Pw(根/10cm)、總蓋覆系數(shù)E(%)、重量減率Q(%)以及等級(jí)差灰度分色Si(%)值結(jié)果如表7所示。

表7　不同精煉程度雪紡樣品試驗(yàn)結(jié)果(%)

由表7可知：

(1)精練預(yù)處理后，Q值可達(dá)13.9，Pj、Pw及E值都有較小幅度的增大；隨著精練程度的增強(qiáng)，Pj、Pw及E值呈小幅度遞增，Q值可遞增至21.5%。

(2)未經(jīng)精練處理的樣品預(yù)處理前S1值接近50%，S2值20%左右，S3、S4值基本相近，為15%左右。

(3)預(yù)處理后，S1、S2值均有較明顯增大，S3值有一定幅度減小，S4值顯著下降。

(4)隨著精練程度逐漸加大，S1、S2及S3值基本保持原值，無明顯變化規(guī)律，而S4值呈逐漸減小，直至5%以下。這同樣說明精練預(yù)處理后就形成了雪紡的基本外觀風(fēng)格特征。

3結(jié)論

(1)紋織CAD軟件等級(jí)差分色分析織物圖像灰度信息的方法一定程度上可以反映不同品類的真絲平紋織物的外觀風(fēng)格特征。

(2)生坯織物精練，從預(yù)處理一開始就出現(xiàn)了成品織物外觀風(fēng)格所具有的灰度信息特征。但由于進(jìn)一步精練，使Q值達(dá)到20%～22%，成品織物才能出現(xiàn)應(yīng)有的手感效果，因此認(rèn)為紋織CAD軟件等級(jí)差分色分析織物圖像灰度信息的方法不適用于鑒別判定精練的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]潘如如,高衛(wèi)東.基于圖像處理的機(jī)織物密度的高精度識(shí)別.紡織學(xué)報(bào)，2008(11):128-131.

[2]溫智捷.圖像紋理特征表示方法研究與應(yīng)用.大連：大連理工大學(xué)，2008:3-9.

[3]趙靜,楊德艷.常用圖像處理方法在織物疵點(diǎn)檢測(cè)中的應(yīng)用 .福建電腦，2012(8)：48-49.

[4]李艷梅,吳湘濟(jì).數(shù)字圖像處理技術(shù)在紡織測(cè)試分析中的應(yīng)用，上海工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào).2005(2):189—192.

[5]Hui Zhang. The Research and Application of Stylized Textile Image Pattern Classification.Zhejiang：The university of Zhejiang，2012：1-7.

基金項(xiàng)目：江蘇省特色優(yōu)勢(shì)學(xué)科紡織科學(xué)與工程(第二期)；四川省南充市2013年科技型中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目“創(chuàng)新視覺效應(yīng)色織提花工藝研究與開發(fā)”(13C0026)

收稿日期：2016-03-21