專利名稱：基于數(shù)碼顯微鏡的機織物密度檢測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以數(shù)碼顯微鏡為核心開發(fā)的機織物密度檢測儀，具體涉及利用數(shù)碼顯微鏡采集機織物表面圖像，利用USB或IEEE1394接口將機織物圖像讀入計算機。利用傅里葉變換方法將機織物圖像轉(zhuǎn)換到頻域，利用頻域濾波將機織物圖像分解為經(jīng)緯紗單組紗線系統(tǒng)圖像，在經(jīng)緯紗單組紗線圖像中，統(tǒng)計經(jīng)緯紗線根數(shù)，結(jié)合圖像放大倍率，自動測量出機織物經(jīng)緯紗線密度。
背景技術(shù)：
在機織物生產(chǎn)過程中，一般都需要根據(jù)織物來樣獲得機織物的密度參數(shù)進行再生。傳統(tǒng)的人工分析方法中，是由專門的檢測人員在照布鏡的輔助下，計數(shù)單位長度內(nèi)的紗線根數(shù)獲得織物密度。一般需要計數(shù)織物上不同區(qū)域的IOcm內(nèi)紗線根數(shù)5次，以5次結(jié)果的平均值作為織物密度測量結(jié)果。人工分析方法耗時費力、主觀性強、勞動強度大，越來越難滿足現(xiàn)代紡織自動化生產(chǎn)的要求。利用計算機數(shù)字圖像處理技術(shù)可以實現(xiàn)機織物密度的自動測量，一方面可以降低工人勞動強度，同時可以提高織物分析效率，滿足紡織企業(yè)自動化生產(chǎn)發(fā)展的需求。但現(xiàn)有的織物密度圖像分析方法都是先利用一定的圖像采集設(shè)備，如掃描儀采集織物圖像，然后借助一定圖像處理軟件實現(xiàn)織物密度的檢測。如何利用數(shù)字圖像實時處理技術(shù)，實現(xiàn)織物密度的快速檢測還沒有成熟的解決方案。本發(fā)明針對這一問題，以數(shù)碼顯微鏡作為圖像采集的硬件，采集經(jīng)過顯微鏡物鏡放大后的織物表面圖像，經(jīng)過USB或IEEE1394接口將圖像讀入計算機，并利用數(shù)字圖像處理方法實現(xiàn)機織物密度的實時性檢測，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)裝置如圖1所示。在計算機中，利用Borland C++Bulider 6. 0構(gòu)建機織物密度檢測軟件，首先通過數(shù)據(jù)通信口讀取數(shù)碼顯微鏡采集到的機織物表面圖像，并構(gòu)建織物圖像實時性處理平臺。 在機織物密度的檢測過程中，首先對機織物圖像作傅里葉變換，將圖像從時域轉(zhuǎn)換到頻域； 然后對織物頻域圖像進行頻率濾波，實現(xiàn)織物圖像中經(jīng)緯紗線系統(tǒng)的分離，獲得經(jīng)緯紗單組紗線圖像；在經(jīng)緯紗單組紗線圖像中，對圖像作自適應閾值處理，定位經(jīng)緯紗線；最后統(tǒng)計一定長度內(nèi)的經(jīng)緯紗線根數(shù)，計算出機織物經(jīng)緯紗線密度。發(fā)明的機織物密度自動檢測儀的功能實現(xiàn)過程如圖2所示。通過本發(fā)明實現(xiàn)的機織物密度自動檢測儀，可以機織物密度的自動檢測，為機織物結(jié)構(gòu)參數(shù)的自動分析奠定基礎(chǔ)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種機織物密度自動檢測的軟硬件設(shè)計原理和實現(xiàn)方法，利用實時圖像處理技術(shù)實現(xiàn)機織物經(jīng)緯紗密度的全自動檢測，從而取代現(xiàn)有的機織物密度檢測方法，提高織物密度檢測的準確性，同時解放生產(chǎn)力，與現(xiàn)代紡織自動化生產(chǎn)相適應。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
(1) 一種基于數(shù)碼顯微鏡的機織物圖像采集方法，包括普通的體視顯微鏡(要求物鏡放大倍數(shù)在10倍以上)，CXD數(shù)碼相機(要求相機的分辨率在200萬像素以上)，USB 或IEEE1394數(shù)據(jù)線及數(shù)據(jù)接口，反射和透射光源；(2) 一種機織物圖像實時處理系統(tǒng)，包括利用Borland C++BuIider 6. 0構(gòu)建機織物圖像實時處理系統(tǒng)界面，通過USB或IEEE1394接口讀入數(shù)碼顯微鏡采集的圖像，以及織物圖像實時處理的實現(xiàn)方法；(3) 一種機織物圖像中經(jīng)緯紗線分離方法，包括利用傅里葉變換方法將織物圖像轉(zhuǎn)換到頻域范圍，在頻域內(nèi)對織物作濾波處理，獲得經(jīng)緯紗分離的單組紗線圖像； (4) 一種機織物密度自動測量方法，包括對經(jīng)緯紗分離的單組紗線圖像作自適應閾值處理，定位經(jīng)緯紗線，統(tǒng)計一定長度內(nèi)的經(jīng)緯紗線根數(shù)，計算出經(jīng)緯紗線密度。本發(fā)明利用數(shù)碼顯微鏡實現(xiàn)了機織物密度的自動測量，為進一步實現(xiàn)機織物結(jié)構(gòu)參數(shù)的自動分析提供幫助，同時也為紡織品圖像的自動分析提供一種示范性平臺。


圖1織物密度檢測儀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2機織物密度檢測儀功能實現(xiàn)示意3機織物密度檢測儀軟件界面圖4機織物圖像采集示范圖5機織物圖像處理實例圖6機織物密度檢測結(jié)果輸出實例
具體實施例方式結(jié)合圖1、圖2所示，本發(fā)明的基于數(shù)碼顯微鏡的機織物密度檢測儀，包括一臺普通的體視顯微鏡，CCD數(shù)碼相機和計算機及配套的機織物密度檢測軟件。本發(fā)明的工作原理如下通過數(shù)碼顯微鏡采集機織物表面反射圖像，基于USB或 IEEE1394接口讀入織物圖像，對織物圖像作傅里葉變換，在頻域內(nèi)對圖像作濾波，得到經(jīng)緯紗分離的單組紗線圖像，利用自適應閾值方法定位紗線，統(tǒng)計一定長度內(nèi)的紗線根數(shù)，計算出機織物經(jīng)緯紗密度。本發(fā)明的硬件結(jié)構(gòu)原理如圖1所示，機織物密度檢測軟件界面如圖3所示。本發(fā)明的工作過程如下(1)工作時，首先將待檢測的機織物平展在顯微鏡的載物臺上，并使得待檢測的一組紗線(經(jīng)紗或緯紗)方向與檢測者平行，盡可能的使織物擺正；(2)打開數(shù)碼顯微鏡的相機；(3)打開計算機上的機織物密度檢測軟件，初始界面如圖3所示，分織物圖像顯示區(qū)域、相機控制區(qū)域以及測試結(jié)果顯示區(qū)域；(4)點擊檢測軟件界面上的打開相機按鈕，織物圖像成像在軟件界面中織物圖像顯示區(qū)域；(5)開啟光源，調(diào)節(jié)光源亮度以及軟件界面中的相機控制區(qū)域得到清晰的織物圖像，如圖4所示；
(6)選擇紗線方向，其中橫向為紗線測量方向，點擊“處理”按鈕，按照處理結(jié)果對織物方向進行微調(diào)，直到采集到的圖像顯示為一系列豎直分離的紗線為止，圖5為一幅織物圖像處理結(jié)果實例；(7)點擊“經(jīng)緯紗密度測量”按鈕，測量該方向織物密度?？梢苿涌椢镆詼y量不同區(qū)域密度，測滿十次，該方向紗線密度測試結(jié)束。紗線方向自動調(diào)整，如中間需要更換紗線方向，請點擊單選按鈕進行紗線方向更換；(8)測量另一方向織物密度。同樣按照步驟6和7對另一方向紗線密度進行測量， 測量十次，完成紗線密度的自動測量；(9)打印測量結(jié)果。填寫檢測人員姓名和織物樣品編號，選擇菜單“測量-打印”， 輸出測量結(jié)果，完成打印后，選擇“測量-關(guān)閉Excel”，圖6為一個機織物樣品密度測試結(jié)果輸出實例；(10)點擊相機控制區(qū)域中的“關(guān)閉”按鈕，關(guān)閉機織物密度檢測系統(tǒng)軟件，退出軟件，關(guān)閉數(shù)碼顯微鏡相機和電源，完成機織物密度測量。
權(quán)利要求
1.一種基于數(shù)碼顯微鏡的機織物密度自動檢測儀，其特征在于利用數(shù)碼顯微鏡采集織物表面圖像，利用圖像處理方法實現(xiàn)機織物密度的自動檢測。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)碼顯微鏡，其特征在于顯微鏡物鏡放大倍率在10倍以上，支持透射和反射兩種光源，顯微鏡上帶有圖像采集裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像采集裝置，其特征在于相機分辨率在200萬像素以上， 帶有 USB 或 IEEE1394 接口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的織物密度圖像處理方法，設(shè)有 用于讀取機織物圖像的圖像讀取單元；機織物圖像的時頻分析單元，用于對機織物圖像進行傅里葉變換，得到織物的頻譜圖， 利用頻域濾波方法實現(xiàn)機織物圖像中經(jīng)緯紗線的分離，得到經(jīng)緯單組紗線圖像；機織物密度自動檢測單元，在經(jīng)緯單組紗線圖像中，統(tǒng)計一定長度內(nèi)的紗線根數(shù)，根據(jù)圖像放大倍率計算出經(jīng)緯紗線密度。
全文摘要
基于數(shù)碼顯微鏡的機織物密度檢測儀屬于新型紡織檢測儀器領(lǐng)域?？椢锩芏仁侵缚椢镏袉挝婚L度內(nèi)的經(jīng)緯紗線根數(shù)，傳統(tǒng)依賴于人工的檢測方法耗時費力且主觀性強，顯然不能滿足紡織生產(chǎn)自動化的要求。為了解決這一技術(shù)問題，本發(fā)明以數(shù)碼顯微鏡作為圖像采集的硬件，并結(jié)合圖像處理方法實現(xiàn)織物密度的自動檢測，實現(xiàn)了一種機織物密度自動檢測儀器。利用CCD數(shù)碼相機采集經(jīng)過顯微鏡物鏡放大后的織物表面圖像，通過USB或IEEE1394接口將織物圖像讀入計算機。對獲得機織物圖像進行傅里葉變換，并利用頻域濾波方法實現(xiàn)機織物圖像中經(jīng)緯紗線的分離。在分離后的單組紗線圖像中，統(tǒng)計一定長度內(nèi)的經(jīng)緯紗線根數(shù)，從而自動計算出機織物密度。
文檔編號G01N21/84GK102288607SQ20111017410
公開日2011年12月21日 申請日期2011年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月20日
發(fā)明者劉基宏, 潘如如, 王鴻博, 高衛(wèi)東 申請人:江南大學