一種圖像法測(cè)定織物理論孔隙率的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種圖像法測(cè)定織物理論孔隙率的方法，特別是涉及一種圖像法測(cè)定網(wǎng)格狀稀疏織物理論孔隙率的方法。本發(fā)明利用數(shù)字圖像處理技術(shù)對(duì)稀疏織物圖像進(jìn)行分析和處理，得到理論孔隙率指標(biāo)；本發(fā)明利用織物圖像的灰度直方圖雙峰法閾值將灰度圖像轉(zhuǎn)換成二值圖像，將其對(duì)應(yīng)的二值矩陣中紗線區(qū)域的像素設(shè)置為1，分別將二值矩陣在經(jīng)紗方向和緯紗方向投影后分析經(jīng)紗和緯紗的中心線位置；利用邊紗中心位置分析裁剪圖像四周區(qū)域，使新圖像中經(jīng)緯紗線數(shù)量均為整數(shù)根，根據(jù)二值矩陣投影后波形曲線的分析，獲取紗線直徑；然后計(jì)算經(jīng)向緊度和緯向緊度，從而得到理論孔隙率指標(biāo)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了客觀、準(zhǔn)確、快速地計(jì)算理論孔隙率指標(biāo)。
【專利說明】一種圖像法測(cè)定織物理論孔隙率的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種圖像法測(cè)定織物理論孔隙率的方法，特別是涉及一種圖像法測(cè)定網(wǎng)格狀稀疏織物理論孔隙率的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]織物理論孔隙率的傳統(tǒng)方法是通過測(cè)定經(jīng)緯密和經(jīng)緯紗直徑計(jì)算得到，經(jīng)緯密的測(cè)定通常使用照布鏡人工目測(cè)10厘米內(nèi)的紗線數(shù)量，在紗線計(jì)數(shù)時(shí)，如遇到半根紗線時(shí)根據(jù)情況取舍為整數(shù)?？椢镏屑喚€直徑的測(cè)量一般是將紗線從織物中拆下來，測(cè)量單位長(zhǎng)度的克重繼而換算成紗線直徑。或者將紗線在放大儀器中直接測(cè)量直徑，這種方法麻煩耗時(shí)。圖像處理方法中江南大學(xué)根據(jù)頻域變換獲取網(wǎng)格圈織物水平和豎直方向的信息，再利用頻域反變換得到經(jīng)紗和緯紗的單獨(dú)圖像，提取紗線直徑和紗線間距等信息，判斷圖像中是否存在散邊等疵點(diǎn)，但未涉及孔隙率分析。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種圖像法測(cè)定織物理論孔隙率的方法，特別是涉及一種圖像法測(cè)定網(wǎng)格狀稀疏織物理論孔隙率的方法。
[0004]本發(fā)明的一種圖像法測(cè)定織物理論孔隙率的方法，采用圖像處理方法確定織物經(jīng)向緊度和緯向緊度，根據(jù)公式計(jì)算得到織物的總緊度，并計(jì)算得到理論孔隙率P1=1-E;其中，
[0005]E=Ej+Ew-0.0I X Ε」X Ew ；
[0006]公式中，E是總緊度，Ej是經(jīng)向緊度，Ew是緯向緊度；所述采用圖像處理方法確定織物的經(jīng)向緊度和緯向緊度的具體步驟為:
[0007](I)圖像采集
[0008]在織物掃描時(shí)，在織物層上方加入一層顏色對(duì)比強(qiáng)烈的紙板，經(jīng)紗方向和圖像列向平行，緯紗方向和圖像行向平行。為了使紗線和孔隙兩者對(duì)比明顯，在織物層上面放入與紗線顏色對(duì)比強(qiáng)烈的黑色或者白色紙板。如織物紗線為淺色系列，在織物層上方加入黑色紙板，如織紗線為深色系列，則放入白色紙板。由于掃描后織物圖像孔隙部分表現(xiàn)為紙板的顏色，因此，采用顏色對(duì)比強(qiáng)烈的紙板可以使圖像中紗線區(qū)域和孔隙區(qū)域表現(xiàn)為不同亮度的兩個(gè)灰度范圍，在對(duì)應(yīng)的灰度直方圖上表現(xiàn)為兩個(gè)灰度分布峰，顏色對(duì)比越強(qiáng)烈，這兩個(gè)灰度分布峰的距離越大，更有利于圖像二值化處理。
[0009](2)圖像處理
[0010]I)分析織物圖像的灰度直方圖，由于紗線和孔隙區(qū)域分別對(duì)應(yīng)直方圖上的兩個(gè)灰度分布峰，將這兩個(gè)峰之間的谷底作為閾值，將織物圖像轉(zhuǎn)化為二值圖像，使紗線區(qū)域的像素設(shè)置為1，孔隙區(qū)域像素設(shè)置為0，得到對(duì)應(yīng)的二值矩陣；
[0011]2)分別統(tǒng)計(jì)二值矩陣每列和每行的和，由于紗線區(qū)域像素為1，且經(jīng)紗方向和圖像的列方向一致，因此，每列之和反映了在該列方向上紗線的像素?cái)?shù)量，如該列處于經(jīng)紗的主體部分，該列之和的數(shù)值最大，理論上與圖像的行數(shù)一致，如該列處于孔隙區(qū)域，則每列之和的數(shù)值要明顯小；同理，處于緯紗主體區(qū)域的每行之和最大，理論上與圖像的列數(shù)一致；
[0012]3)計(jì)算平均值，將所述每列之和除以列數(shù)得到列向平均值，同理得到行向平均值；
[0013]4)在直角坐標(biāo)系中，以列數(shù)為橫坐標(biāo)，以所統(tǒng)計(jì)列向之和為縱坐標(biāo)，繪制得到列向波形曲線，該波形曲線中的波峰數(shù)量反映了經(jīng)紗數(shù)量，波峰位置對(duì)應(yīng)經(jīng)紗中心位置；以列向平均值為縱坐標(biāo)，畫一條平行于橫坐標(biāo)的直線；
[0014]同理，繪制行向波形曲線和直線；
[0015](3)紗線中心線的獲取
[0016]在經(jīng)紗主體區(qū)域，每列之和理論上為最大值，與圖像的行數(shù)一致，對(duì)應(yīng)于波形曲線的波峰的頂部，但由于多種原因，波峰頂部會(huì)出現(xiàn)一些小的波動(dòng)，因此，將所述直線和波形曲線每個(gè)波峰的兩個(gè)交點(diǎn)之間的中點(diǎn)的列位置，作為經(jīng)紗的中心線位置。即過該中點(diǎn)繪制一條平行于縱坐標(biāo)的直線，其與橫坐標(biāo)的交點(diǎn)的數(shù)值對(duì)應(yīng)為圖像中經(jīng)紗中心所在的列位置；
[0017]然后在織物圖像上，過所述的列位置，繪制平行于列向的直線，即為經(jīng)紗中心線；
[0018]同理，得到緯紗中心線所在的行位置后在織物圖像上繪制緯紗中心線；
[0019](4)邊紗裁剪
[0020]織物中經(jīng)緯紗是有規(guī)律的交織在一起，呈現(xiàn)為周期性，因此，分析的織物區(qū)域若為整數(shù)個(gè)循環(huán)數(shù)，則分析的數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確。因此，在上述已繪制經(jīng)紗中心線和緯紗中心線的織物圖像上，分別找到圖像中列向最左側(cè)的經(jīng)紗中心線和最右側(cè)的經(jīng)紗中心線，找到圖像中行向最上側(cè)的緯紗中心線和最下側(cè)緯紗中心線，將四條中心線圍成的矩形之外的區(qū)域去除，即將最左側(cè)半根經(jīng)紗和最右側(cè)半根經(jīng)紗計(jì)為一根完整的經(jīng)紗，最上側(cè)半根緯紗和最下側(cè)半根緯紗計(jì)為一根完整的緯紗，獲得新的織物圖像和對(duì)應(yīng)的新的二值矩陣；在新的圖像中，經(jīng)紗和緯紗的數(shù)量均為整數(shù)根；
[0021 ] (5)經(jīng)緯紗直徑的獲取
[0022]將經(jīng)過邊紗裁剪后的圖像對(duì)應(yīng)的新的二值矩陣，按照步驟(2)中的第2)?4)步在直角坐標(biāo)中重新繪制波形曲線，在橫坐標(biāo)代表列數(shù)的波形曲線中，由于二值矩陣的列向之和對(duì)應(yīng)為二值圖像中經(jīng)紗在每一列列向的像數(shù)之和；理論上最大值對(duì)應(yīng)為經(jīng)紗區(qū)域,考慮到經(jīng)紗直徑不勻和可能存在的略微傾斜，取波峰最大值的0.96?0.99倍作為縱坐標(biāo)值繪制平行于橫坐標(biāo)的直線，與波形曲線每個(gè)波峰相交于兩點(diǎn)，此兩點(diǎn)之間的距離即為經(jīng)紗直徑；
[0023]同理，繪制橫坐標(biāo)代表行數(shù)的波形曲線，同樣獲取的兩點(diǎn)之間的距離即為緯紗直徑;
[0024](6)經(jīng)向緊度和緯向緊度的計(jì)算
[0025]根據(jù)織物經(jīng)向緊度的定義:經(jīng)向緊度為經(jīng)紗直徑與兩根經(jīng)紗間的距離之比的百分率，緯向緊度為緯紗直徑與兩根緯紗間的距離之比的百分率；分別統(tǒng)計(jì)新圖像中所有經(jīng)紗直徑之和與圖像列數(shù)之比和緯紗直徑之和與圖像行數(shù)之比；根據(jù)公式計(jì)算經(jīng)向緊度和緯向緊度，
【權(quán)利要求】
1.一種圖像法測(cè)定織物理論孔隙率的方法，其特征是:采用圖像處理方法確定織物經(jīng)向緊度和緯向緊度，根據(jù)公式計(jì)算得到織物的總緊度，并計(jì)算得到理論孔隙率P1=1-E;其中，
E=Ej+Ew_0.0l XEjXEw ； 公式中，E是總緊度，Ej是經(jīng)向緊度，Ew是緯向緊度；所述采用圖像處理方法確定織物的經(jīng)向緊度和緯向緊度的具體步驟為: (1)圖像米集 在織物掃描時(shí)，在織物層上方加入一層顏色對(duì)比強(qiáng)烈的紙板，同時(shí)使織物經(jīng)紗方向和圖像列向平行，緯紗方向和圖像行向平行，掃描該層織物得到灰度圖像； (2)圖像處理 1)獲取織物圖像的灰度直方圖，將直方圖雙峰之間的谷底作為閾值，將織物灰度圖像轉(zhuǎn)化為二值圖像，得到對(duì)應(yīng)的二值矩陣； 2)分別統(tǒng)計(jì)二值矩陣每列和每行的和； 3)計(jì)算平均值，將所述每列的和除以列數(shù)得到列向平均值，同理得到行向平均值； 4)在直角坐標(biāo)系中，以列數(shù)為橫坐標(biāo)，以所統(tǒng)計(jì)列向之和為縱坐標(biāo)，繪制得到列向波形曲線； 5)以列向平均值為縱坐標(biāo)，畫一條平行于橫坐標(biāo)的直線； 同理，繪制行向波形曲線和直線； (3)紗線中心線的獲取 在直角坐標(biāo)系中，取所述直線與所述列向波形曲線的每個(gè)波峰的兩個(gè)交點(diǎn)之間的中點(diǎn)，過該位置畫一條平行于縱坐標(biāo)的直線，其與橫坐標(biāo)的交點(diǎn)的數(shù)值對(duì)應(yīng)為圖像中經(jīng)紗中心所在的列數(shù)，即為經(jīng)紗中心線的列位置； 然后在織物灰度圖像上，過所述的列位置，繪制平行于列向的直線，即為經(jīng)紗中心線； 同理，得到緯紗中心線所在的行位置后在網(wǎng)格圈織物圖像上繪制緯紗中心線； (4)邊紗裁剪 在上述已繪制經(jīng)紗中心線和緯紗中心線的織物圖像上，找到位于圖像四周邊界的四條中心線，將該四條線圍成的矩形之外的區(qū)域去除，獲得新的織物灰度圖像和對(duì)應(yīng)的新的二值矩陣，使得新圖像中經(jīng)紗和緯紗數(shù)量為整數(shù)根； (5)，經(jīng)緯紗直徑的獲取 將經(jīng)過邊紗裁剪后的圖像對(duì)應(yīng)的新的二值矩陣，按照步驟(2)中的第2)~4)步在直角坐標(biāo)中重新繪制波形曲線，在橫坐標(biāo)代表列數(shù)的波形曲線中，取波峰最大值的0.96~0.99倍作為縱坐標(biāo)值繪出平行于橫坐標(biāo)的直線，與波形曲線每個(gè)波峰相交于兩點(diǎn)，此兩點(diǎn)之間的距離即為經(jīng)紗直徑； 同理，繪制橫坐標(biāo)代表行數(shù)的波形曲線，同樣獲取兩點(diǎn)之間的距離即為緯紗直徑； (6)經(jīng)向緊度和緯向緊度的計(jì)算 根據(jù)織物經(jīng)向緊度的定義:經(jīng)向緊度為經(jīng)紗直徑與兩根經(jīng)紗間的距離之比的百分率，緯向緊度為緯紗直徑與兩根緯紗間的距離之比的百分率；分別統(tǒng)計(jì)新圖像中所有經(jīng)紗直徑之和與圖像列數(shù)之比和緯紗直徑之和與圖像行數(shù)之比；根據(jù)公式計(jì)算經(jīng)向緊度和緯向緊度，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種圖像法測(cè)定織物理論孔隙率的方法，其特征在于，所述的織物為網(wǎng)格狀織物，兩根相鄰紗線之間存在一定間隙，E〈0.8。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種圖像法測(cè)定織物理論孔隙率的方法，其特征在于，所述織物為網(wǎng)格圈織物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種圖像法測(cè)定織物理論孔隙率的方法，其特征在于，所述顏色對(duì)比強(qiáng)烈是兩種顏色在灰度系中對(duì)比明顯。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種圖像法測(cè)定織物理論孔隙率的方法，其特征在于，所述使織物經(jīng)紗方向和圖像列向平行是指經(jīng)紗方向和圖像列向的夾角角度小于5度。
【文檔編號(hào)】G01N15/08GK103471974SQ201310401069
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月5日
【發(fā)明者】陳霞, 汪軍, 傅婷, 萬賢福, 李立輕, 梁翠芳, 朱方亮 申請(qǐng)人:東華大學(xué)