[发明专利]基于多尺度和多区域的机织物编织密度的图像分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及织物中纱线编织密度的图像分析方法，更确切地说，是涉及一种织物表面纱线在多尺度视图下和多个纱线交织区域中编织密度的图像分析方法。

背景技术

在生产机织物的过程中，技术人员需要分析织物样品的编织密度参数从而确定上机织造参数。传统的分析方法依赖简单的工具，如放大镜和刻度尺，利用人眼识别织物中不同区域的纱线编织根数。通常地，为确保检测精度，分析人员需要选取至少2个内容不同的区域，区域大小一般约为10×10cm，对每个区域按照经纬方向至少识别2次，然后以识别的经纱和纬纱纱线根数的各自平均值作为织物编织密度的检测结果。以此计算，分析人员在分析每一个织物样品时，至少需要识别8次经向和纬向长度范围为10cm的纱线根数。由于织物表面的密度可达140根/英寸(少数样品密度甚至更高)，分析人员每天可能需要处理数十个样品，分析过程十分枯燥，而且他们长期利用放大镜低头观测织物密度的工作方法极容易产生颈椎疾病和用眼过度疲劳甚至眼疾。

采用现代图像分析技术能够很好地完成织物表面纱线的编织密度分析，这一方面可以降低分析人员的劳动强度和节省劳动成本，同时能够缩短分析时间并提高织物分析效率，从而实现纺织企业自动化生产的发展和生产力转型升级的需求。根据织物颜色的属性，已有的分析方法可分为两大类：(1)针对单色织物的编织密度分析方法；(2)针对多色织物的编织密度分析方法。前者主要是利用快速傅里叶变换原理，将图像从时域转换到频域，接着从功率频谱图中提取出纱线周期性信息特征点，然后根据样品的实际尺寸计算出经纬纱的编织密度。利用该方法能成功地识别出纱线排列均匀的单色织物。然而，该方法存在下述一个主要缺陷：这种方法只适合于分析单色织物的纱线编织密度，这是因为多色织物的纱线颜色排列可能会在功率频谱图中形成一定的周期性信息特征点，以致难以准确地分辨出某些色纱的排列周期和全部纱线的排列周期。后者分析方法，即多色织物密度分析方法，主要是利用纱线灰度投影法对纱线进行分割。其主要原理是：根据织物纱线和间隙的亮度分布规律，把织物图片的灰度值沿着经纬方向分别做投影。在光线照射到织物表面时，当遇到相邻纱线的间隙时，光反射照片中的灰度投影的累计值较低；当遇到纱线表面时，灰度投影值较高。虽然该方法能够获取纱线的空间位置信息，但仍然受纱线毛羽和颜色的影响。例如，当纱线的颜色转换成灰度值时，某些颜色对应的灰度值可能相差很大，这样在灰度投影曲线上形成明显的阶梯状分布，从而使峰值检测算法对参数选择十分敏感。也是由于这个原因，该方法只适合于分析小区域的多色织物。从目前发表的研究论文可知，该方法中单个区域通常只包括10至20根纱线。