基于纱线形态扫描法的织缩率测算.pdf
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1、第3 l 卷第2 期纺织学报V 0 1 3 1 ,N o 2 2 0 1 0 年2 月J o u r n a lo fT e x t i l eR e s e a r c hF e b 2 0 1 0 文章编号:0 2 5 3 - 9 7 2 1 ( 2 0 1 0 ) 0 2 0 0 3 9 0 5 基于纱线形态扫描法的织缩率测算 时培培1 ,卢跃华1 ,田伟1 ,祝成炎1 ,何小东2 ( 1 浙江理工大学先进纺织材料与制备技术教育部重点实验室,浙江杭州3 1 0 0 1 8 ; 2 溢达集团研究与开发中心,广东佛山5 2 8 5 0 0 ) 摘要为改善手工测量方法的不足,提高测算的效率和精
2、度,采用纱线形态扫描法测量织物中纱线的实际长度, 从而计算织物的织缩率,并与传统的手工拆线法做比较。实验利用计算机图像处理技术结合O t s u 基本原理对扫描 图像进行二值化处理,然后使用计算软件M a t L a b 对图像中提取出的数据进行函数拟合,最后采用定积分的方法计 算出所获得的纱线扫描图中的曲线长度。结果表明:2 种方法的测量结果非常吻合;纱线形态扫描法对织物中纱线 的测定具有快速、简便和准确的特点。 关键词 形态扫描法;机织物;织缩率;图像处理 中图分类号:T S1 0 5 1文献标志码:A M e a s u r eo fw e a v i n gs h r i n k a
3、g eb a s e do ns c a n n i n g m e t h o do fy a r nc o n f i g u r a t i o n S H IP e i p e i l ,L UY u e h u a l ,T I A NW e i l ,Z H UC h e n g y a n 。H EX i a o d o n 9 2 ( 1 T h eK e yL a b o r a t o r yo f A d v a n c e dT e x t i l ea n dM a n u f a c t u r i n gT e c h n o l o g y ,M i n i s
4、 t r yo f E d u c a t i o n ,Z h e j i a n gS c i T e c hU n i v e r s i t y 。H a n g z h o u ,Z h e j i a n g3 1 0 0 1 8 。C h i n a ; 2 E s q u e lG r o u pR e s e a r c ha n dD e v e l o t ,m e n tC e n t r e ,F o s h a n ,G u a n g d o n g5 2 8 5 0 0 C h i n a ) A b s t r a c tT oo v e r c o m et
5、 h es h o r t c o m i n g so fm a n u a lo p e r a t i o na n di m p r o v et h ee f f i c i e n c ya n da c c u r a c yo f m e a s u r e m e n t ,t h ea c t u a ll e n g t ho ft h ey a mw a sm e a s u r e db yy a r nc o n f i g u r a t i o ns c a n n i n ga n dt h ew e a v i n g s h r i n k a g eW
6、a Sc a l c u l a t e d ,w h i c hw a sc o m p a r e dw i t ht h a tb yt r a d i t i o n a lm a n u a lm e a s u r e m e n t I nt h e e x p e r i m e n t ,c o m b i n i n gO t s ub a s i cp r i n c i p l ew i t hc o m p u t e ri m a g ep r o c e s s i n gt e c h n o l o g y ,b i n a r i z a t i o n p
7、 r o c e s s i n gw a sc a r r i e do u t T h e nt h ee x t r a c t e dd a t af r o mt h ei m a g ew a sf i t t e db yu s i n gM a t L a bs o f t w a r e F i n a l l y ,t h ecurvel e n g t ho ft h ey a r ni nt h es c a n n i n gi m a g ew a sc a l c u l a t e db yu s i n gd e f i n i t ei n t e g r
8、a l m e t h o d T h er e s u l t sd e m o n s t r a t e dt h a tt h em e a s u r e m e n tr e s u l t so ft h et w om e t h o d sa r ei ng o o da g r e e m e n t a n dt h ey a r nc o n f i g u r a t i o ns c a n n i n gm e t h o di sf a s t e r ,s i m p l e ra n dm o r ea c c u r a t e K e yw o r d
9、sc o n f i g u r a t i o ns c a n n i n gm e t h o d ;w o v e nf a b r i c ;w e a v i n gs h r i n k a g e ;i m a g ep r o c e s s i n g 织物的织缩率是织物工艺设计中的主要项目之 一。在实际应用中主要通过估算或测量2 种方法得 到织物的织缩率,但是估算法得到的结果与实际织 缩率差异太大,手工测量方法又存在一些不足之处: 测量过程较为繁琐和复杂,影响测试的效率和精度; 在拉直纱线进行测量时,易使纱线退捻或加捻,某些 捻度或强力很差的纱线易发生纵向形变;对纱线形
10、态无法取得较为直观的图形模式。随着计算机技术 的发展,计算机图形处理技术应用于织物织缩率的 研究中。周文龙等提出了采用纱线形态扫描法1 1 收稿日期:2 0 0 9 0 3 0 3修回日期:2 0 0 9 一0 8 一0 4 基金项目:国家支撑计划资助项目( 2 0 0 8 C 1 1 0 7 1 2 ) ;长江学者和创新团队发展计划资助项目( I R T 0 6 5 4 ) ;广东溢这纺织有限公 司资助项目( 0 8 0 1 0 6 1 - J ) 作者简介:时培培( 1 9 8 4 一) 。女,硕士生。主要研究方向为现代纺织技术及新产品开发。祝成炎,通讯作者,E m a i l :c y
11、z h u z s t u e d u c n o 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 4 0 纺织学报第3 1 卷 测定织物的结构相,但是有关织缩率的测定未有进 一步的研究。 本文利用图像处理技术获得织物中纱线的纵向 截面形态,通过分析得到织物的织缩率,较好地改善 了传统手工测量所存在的效率低,精度受人为因素 影响较大等问题,提高了测算的效率及精度。大部 分织物经过定型整理后,经纬纱线从织物上拆下时 能保持原有的屈曲形态,从而保证了利用纱线形态 扫描
12、法进行织物织缩率测定的正确性。 1 实验部分 1 1 材料和仪器 实验材料:普通全棉条格织物( 见图1 ) ,专用胶 水。织物规格如表1 所示。在织物中,地组织一般 采用平纹组织,花组织采用其他组织,由于各种组织 的经缩率不同,织造过程常采用双经轴织机织造,使 用不同的送经比以达到使织物尽量平整的目的。 图1 实验所选面料照片 F i g 1 P h o t oo ff a b r i cf o re x p e r i m e n t 表1 织物规格 T a b 1F a b r i cs p e c i f i c a t i o n 注:织物经纬纱的线密度均为1 1 6 6t e x ;
13、试样的地组织均为平 纹,花组织为5 1 斜纹+ 1 5 斜纹。 实验仪器:U n i s c a nB 8 8 0 型扫描仪、显微镜、 镊子。 实验参数:试样长度为1 0 0m m ,普通黑色卡纸。 胶水调制方法:在三氯甲烷中加入6 1 3 模塑粉, 搅拌成糊状胶液,再依次加人丙酮、苯二甲酸二乙酯 和乙醇。不断搅拌使之均匀。调制温度为3 0 。 1 2 样品扫描与图像处理 1 2 1 样品扫描 在样品的边缘处沿经( 纬) 方向各量取1 0c m 的 织物长度,将边部的纱缨剪短,以减少纱线从织物中 拔出来时产生意外伸长,分别沿经( 纬) 向轻轻将纱 线从试样中拆离,每个试样拆5 根,每根长约5c
14、 m 。 用镊子夹起纱线,在显微镜下将其平放粘贴在预先 涂有自制胶水的黑色卡纸区域( 对于不同颜色织物 可以采用有色卡纸以增加扫描图像的对比度) ,并 让屈曲方向顺着纸平面,同时标记出试样编号。将 扫描仪的光学分辨率和扫描分辨率值分别设置至最 高档,再将贴有纱线的样本纸进行图像扫描。2 ,获 得扫描图像如图2 所示。 图2 纱线径向截面扫描原始图像 F i g 2O r i g i n a ls c a n n i n gi m a g eo f l o n g i t u d i n a ls e c t i o no fy a r n 采取与上述扫描相同的方式再次取样,在万能 显微镜中对纱
15、线进行拍摄,获得织物中纱线的侧面 图像,如图3 所示。与纱线扫描图像对照确认。扫 描后的纱线形态与显微镜中的纱线形态较为符合, 扫描后纱线形态基本上没有大的变化。 图3 万能显微镜拍摄的 织物纱线径向截面图 F i g 3L o n g i t u d i n a ls e c t i o np h o t oo fy a r n u n d e ru n i v e r s a lm i c r o s c o p e 1 2 2 图像分割处理 用A c d s e e 软件对1 2 1 中得到的原始图像进 行切割,按纱线长度方向测量纱线像素长度并记录 布面长度和像素长度的比例。在处理图像过
16、程中均 采用原始像素,不对图像像素分辨率进行更改。对 图像进行处理,依次得到灰度图、灰度分布图、二值 化图,图像的处理过程为原始图像_ 中值滤波一二 值化阳。 。纱线图像由具有单峰灰度分布的纱线目 标和背景组成,在纱线图像区域内部,相邻像素间的 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 第2 期时培培等:基于纱线形态扫描法的织缩率测算 4 1 灰度值是高度相关的,但在与背景交界处,纱线目标 图像区域与背景像素灰度值有很大的差别,因此图 像分割的关键在于选择合
17、适的阈值,利用O t s u 法进 行图像分割E 4 。0 t s u 5 1 的基本原理是用最佳阈值将 图像的灰度直方图分割为2 部分,使2 部分的类间 方差取最大值,即分离性最大M 1 。设一帧总像素为 NX 的纱线图像其灰度级从1 到肘,灰度为i 的像 素概率为P i = n ;N L ,式中n 。为灰度为i 的像素总 数。设阈值为r ,把纱线图像整个灰度级分为纱线区域 灰度级 1 ,2 ,r 与背景灰度级 r + 1 ,T + 2 ,肘 。 纱线区域灰度分布为p I 瑾( r ) ,p ,n ( T ) , 背景灰度分布为P r + l 印( T ) ,p 脚印( r ) ,其中: r
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