[发明专利]一种图像法测定织物孔隙特征的方法

摘要

本发明涉及一种图像法测定织物孔隙特征的方法，特别是涉及一种图像法测定网格状稀疏织物孔隙特征的方法。本发明利用织物图像的灰度直方图双峰法阈值将灰度图像转换成二值图像，将其对应的二值矩阵中纱线区域的像素设置为1，分别将二值矩阵在经纱方向和纬纱方向投影后分析经纱和纬纱的中心线位置，将边纱中心线位置之外的图像区域裁剪去除得到新的图像；对新的二值图像中织物孔隙进行识别，利用将纱线主体区域的假孔隙剔除和面积滤波法，保留织物中的真孔隙区域；对织物的孔隙进行统计分析，得到织物的实际孔隙率、孔隙不匀和孔隙大小分布等特征。本发明实现了客观、准确、快速地计算孔隙特征指标。

主权项

1.一种图像法测定织物孔隙特征的方法，其特征是：采用图像处理方法对织物图像进行分析和处理，识别真孔隙区域，并对每个孔隙区域统计面积、位置和矩形度，得到织物孔隙特征指标，分别为孔隙面积的CV值、织物的实际孔隙率和孔隙的平均矩形度以及孔隙大小分布直方图；所采用图像处理方法确定织物孔隙特征指标的具体步骤为：（1）图像采集在织物扫描时，在织物层上方加入一层颜色对比强烈的纸板，同时使织物经纱方向和图像列向平行，纬纱方向和图像行向平行，扫描该层织物得到灰度图像；（2）图像处理1）获取织物图像的灰度直方图，将直方图双峰之间的谷底作为阈值，将织物灰度图像转化为二值图像，将纱线区域的像素设置为1，得到对应的二值矩阵；2）分别统计二值矩阵每列和每行的和；3）计算平均值，将所述每列的和除以列数得到列向平均值，同理得到行向平均值；4）在直角坐标系中，以列数为横坐标，以所统计列向之和为纵坐标，绘制得到列向波形曲线；5）以列向平均值为纵坐标，画一条平行于横坐标的直线；同理，绘制行向波形曲线和直线；（3）纱线中心线的获取在直角坐标系中，取所述直线与所述列向波形曲线的每个波峰的两个交点之间的中点，过该位置画一条平行于纵坐标的直线，其与横坐标的交点的数值对应为图像中经纱中心所在的列数，即为经纱中心线的列位置；然后在织物灰度图像上，过所述的列位置，绘制平行于列向的直线，即为经纱中心线；同理，得到纬纱中心线所在的行位置后在网格圈织物图像上绘制纬纱中心线；（4）边纱裁剪和纱线直径计算在上述已绘制经纱中心线和纬纱中心线的织物图像上，找到位于图像四周边界的四条中心线，将该四条线围成的矩形之外的区域去除，获得新的织物灰度图像和对应的新的二值图像，使得新图像中经纱和纬纱数量为整数根；将新的二值图像对应的二值矩阵，按照步骤（2）中的第2）～4）步在直角坐标中重新绘制波形曲线，在横坐标代表列数的波形曲线中，取波峰最大值的0.96～0.99倍作为纵坐标值绘出平行于横坐标的直线，与波形曲线每个波峰相交于两点，此两点之间的距离即为经纱直径；同理，绘制横坐标代表行数的波形曲线，同样获取两点之间的距离即为纬纱直径；（5）孔隙识别将新的二值图像取反，使纱线区域像素为0，而孔隙区域的像素为1，即孔隙区域表现为白色，而纱线区域表现为黑色；对取反后的二值图像中所有的白色区域分别进行统计分析，剔除纱线主体区域的假孔隙，并且剔除噪声点，得到保留有真孔隙的二值图像；所述剔除纱线主体区域的假孔隙的过程为：在取反后的二值图像上，将沿纱线中心线双向扩大且宽度为纱线直径0.7倍的矩形区域作为纱线的主体区域，将每一个白色区域内像素行位置的平均值和列位置的平均值作为该白色区域的中心，判断该白色区域中心位置是否处于纱线的主体区域，如处于纱线的主体区域，则判定为假孔隙，并将该白色区域的所有像素设置为0，即将白色区域转换成黑色区域，从而剔除该假孔隙；所述剔除噪声点的过程为：对剔除纱线主体区域假孔隙后的二值图像中剩下的白色区域的面积进行判断，如区域面积小于一定临界值TT=0.09d‾2]]>为纱线直径，取经纱平均直径和纬纱平均直径的均值；则判断该白色区域为噪声点，将该白色区域的像素设置为0，即将白色区域转换成黑色区域，从而剔除噪声点；（6）孔隙特征提取对剔除假孔隙和噪声点后的二值图像中的每一个白色区域即真孔隙区域分别进行统计，将每一个孔隙区域中白色像素的数量统计为该区域的面积，将每一个孔隙区域所有像素的行位置的平均值和列位置的平均值作为该孔隙的中心，将每一个孔隙区域的面积与其最小外接矩形面积之比作为该孔隙的矩形度R_i。根据每个孔隙的面积A_i，统计孔隙的最大面积、最小面积和平均面积将孔隙面积的CV值作为孔隙不匀指标，CV%=Σ(Ai-A‾)2A‾×100%]]>根据织物孔隙率的定义，将孔隙区域的面积与织物区域面积之比作为织物的实际孔隙率P_r，Pr=ΣAiM×N]]>其中M为裁剪后图像的行数，N为裁剪后图像的列数，M×N即以像素统计的图像面积，即织物面积。根据孔隙面积大小进行分区间数量统计，得到孔隙大小分布图。根据每个孔隙的矩形度R_i，得到孔隙的平均矩形度R‾=ΣRin]]>n为孔隙数量。