基于贝叶斯方法的山羊绒与细羊毛的鉴别.pdf
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1、第2 9 卷第1 期 2 0 0 8 年1 月 纺织学报 J o u m a lo fT e x t i l eR e s e a r c h V 0 1 2 9N o 1 J a n 2 0 0 8 文章编号:0 2 5 3 9 7 2 1 ( 2 0 0 8 ) 0 1 0 0 2 6 0 4 基于贝叶斯方法的山羊绒与细羊毛的鉴别 石先军1 2 ,于伟东1 ,袁子厚2 ( 1 东华大学纺织材料与技术实验室,上海2 0 1 6 2 0 ;2 武汉科技学院数理系,湖北武汉4 3 0 0 7 3 ) 摘要根据细羊毛与山羊绒的鳞片形状与结构特征的不同,提出智能识别2 类纤维的方法。通过c c D
2、系统获取 2 类纤维的灰度图像,采用图像技术将灰度图像处理成单像素宽度的二值图,从二值图中提取描述2 类纤维鳞片形 状特征的4 个比对指标。在样本数据库上基于4 个比对指标的统计假设建立辨识细羊毛与山羊绒纤维的贝叶斯分 类模型。仿真结果表明:该模型具有较好的纤维鉴别能力,对山羊绒纤维的识别准确度达到8 3 ,对细羊毛则达到 9 0 ;并且随着参数的增加,模型有进一步提高鉴别精度的可能。 关键词山羊绒;细羊毛;图像处理;贝叶斯分类模型 中图分类号:T S1 0 2 3文献标识码:A A ni d e n t i f i c a t i o nm e t h o df o rc a s h m e
3、 r ea n df i n ew o o lb a s e do nB a y e sm o d e l S H IX i a n j u n l 一,Y UW e i d o n 9 1 ,Y U A NZ i h o u 2 ( 1 7 舭胁把 n 如o n d 乳c 加f o g y 如6 0 m 幻叫,D 0 昭h 眦踟i 即e 瑙渺,S o ,蚋谢 2 0 1 6 2 0 ,C h i 玮血; 2 D e p n m e 眦旷讹舭m 。f 妇o n dm 弘洳,耽 沈瑙妙0 ,& i e 凡c eo n dE 昭i M e r i n g ,耽舭n ,舰掘4 3 0 0 7 3 ,
4、吼抚o ) A b s t r a c tC a s h m e r ea n d i n ew o o lh a V ed i f I e r e n ts c a l es t m c t u r e s ,w h i c hi sam a j o rr e e r e n c ed i s t i n g u i s h i n g t h e m Am e t h o di sp r o p o s e dt od i s t i n g u i s ht h e s et w ot y p ef i b e r sf I D me a c ho t h e ri n t e l l
5、i g e n t l y A f t e rt h e8 一b i t g m y s c a l ei m a g e so f6 b e r sa r ec a p t u r e db yC C Dc a m e r a ,t h e ya r ec o n V e r t e dt ot h eb i n a qi m a g eo n l yh a v i n go ne p i x e lw i d ee d g eu s i n gi m a g et e c h n o l o g y ,I h e n , f o u rp r i m a r i l yc o m p a
6、m b l ep a m m e t e r sd e s c r i b i n gt h es c a l e s h a p eo ff i b e r sa I ee x t r a c t e df r o mt h e s eb i n a r yi m a g e sa n dt h ed a t a b a s ei n c l u d i n gt h e mi se s t a b l i s h e d AB a y e s c l a s s i f i c a t i o nm o d e l ,w h i c hi su s e dt od i s t i n g
7、u i s hc a s h m e I ef b mf i n ew o o l ,i sd e v e l o p e do nt h eb a s i so fs t a t i s t i c h y p o t h e s i so ff o u rp a r a m e t e r sb a s e do nt h ed a t a b a s e T h es i m u l a t i o nr e s u l t ss h o wt h a tt h em o d e li se f k c t i v ei n d i s t i n g u i s h i n gc a
8、s h m e r ef m mf i n ew o o l ,w h e r et h ec l a s s i f i c a t i o na c c u r a c yr a t ei s8 3p e r c e n tf o rc a s h m e r ea n d 9 0p e r c e n tf o rf i n ew o o l ,a n dp m b a b l yt h ec l a s s i f i c a “o na c c u r a c yr a t ei n c r e a s e sw i t hi n c r e a s i n gp a m m e t
9、 e r s K e yw o r d s c a s h m e r e ;f i n ew o o l ;i m a g ep r o c e s s i n g ;B a y e sc l a s s i f i c a t i o nm o d e l 羊绒纤维细长均匀、柔软,用其制成的纺织品具 有轻、柔、滑、暖的风格,是制作高档服装面料的首 选。由于羊绒的产量稀少,所以其价格是羊毛的十 几倍。为了降低成本,生产企业常用不同比例的山 羊绒与细羊毛混纺。山羊绒与细羊毛同属天然蛋白 质纤维,其结构、形态、理化性能都非常接近,造成二 者区别的困难,因此,准确地鉴别这2 种相近纤维 对学术和实
10、用生产均显得非常重要。 目前,对这2 种纤维的鉴别方法主要是显微镜 法,通过检测人员在显微镜下观察羊绒、羊毛的形态 特征,然后依据观测者的经验对羊绒与细羊毛进行 分析识别。这种鉴别方法不仅耗时耗力,主观性大, 而且误差也较大,所以,研究一种能客观、有效、低成 本的鉴别羊绒与羊毛的方法具有实用价值。本文参 考G B T1 4 9 5 3 1 9 9 3 ,利用显微成像系统获取羊绒 及细羊毛的纤维图像,再通过图像处理技术提取二 者多个比对参数指标,建立起区分二者的多参数贝 叶斯模型。 收稿日期:2 0 0 7 0 2 1 9修回日期:2 0 0 7 0 5 1 7 基金项目:湖北省教育厅重点项目(
11、 D 2 0 0 5 1 7 0 0 4 ) ;武汉科技学院院基金资助项目( 0 6 3 4 0 2 ) 作者简介:石先军( 1 9 7 2 ) ,男,讲师,博士生。研究方向为纺织品检测及标准。于伟东,通讯作者,E m a i l :w d y u d h u e d u c n 。 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 第1 期 石先军等:基于贝叶斯方法的山羊绒与细羊毛的鉴别 2 7 1 羊绒和细羊毛的基本形态特征 羊绒的鳞片边缘光滑,类似环状包覆于毛
12、干 上。通过观察,羊绒鳞片的高度并不一致且比细 羊毛鳞片高度高,其单位长度上鳞片的数量较少,形 状近似方形,而细羊毛鳞片呈长方形。已有文献对 这2 种纤维的鳞片形状作了具体描述| 3J ,见表l 。显 然,二者在鳞片密度、形状、细度与卷曲数等性能存 在差异,这也是羊绒与细羊毛区分的依据。从表中 可以看出,二者虽有差别,但有较大的重叠。虽在卷 曲和长度上也存在差别,但显微观察无法兼顾。 表l细支绵羊毛与羊绒纤维的形态 T a b 1S t r u c t u r eo ff i n ew la n dc a s h m e r e 2 纤维图像的获取3 贝叶斯分类模型的建立 实验用的山羊绒与细支
13、绵羊毛为蒙古羊绒和 7 0 支澳洲细羊毛,由上海纤维检验所提供。根据 G B T 1 4 5 9 3 1 9 9 3 山羊绒、绵羊毛及其混合纤维定 量分析方法进行制样,利用c c D 系统获取纤维的 图像并将其转化为数字图像。首先对图像进行预处 理,用中值滤波器对图像进行降噪,再进行图像直方 图均衡化,扩大图像灰度动态范围,增强图像的对比 度 4 。其次,利用最优阈值法对预处理后的图像进 行分割,实现纤维图像与背景的分离。设厂( 戈,y ) 为 原输入图像,r 为阈值,分割式为 小= 矧喜; 则最优阈值分割后可得到较为清晰的纤维二值 图。最后,去掉纤维边缘的噪声,将纤维的边缘细化 并连接起来,
14、就可以得到较为完整的单像素宽度的 纤维边缘二值图B 6 1 。处理后的羊绒和羊毛图像如 图l 所示。 ( a ) 羊绒 ( b ) 羊毛 图1图像处理后的羊绒和羊毛纤维二值图 F i g 1 B i n a r yi m a g eo fc a s h m e r e ( a ) a n d f i n ew o o lf i b e r ( b ) a f t e rp r e p r o c e s s i n g 为了能更好地辨识羊绒纤维与羊毛纤维,提取 2 类纤维的4 个参数:细度( 戈,) 、鳞片高度或密度 ( 戈,) 、鳞片边界周长( 戈,) 及鳞片显示面积( z 。) 作为 比对
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