圖像測試技術測試混紡紗線中纖維轉移指數分析

趙萬榮

摘 要：近幾年隨著計算機技術的發展和普及，計算機技術幾乎應用到了各行各業當中。現代化的紡織業也應用到了計算機技術，由于紡織品在進入市場前要經過一定的測試和檢驗，而計算機圖像處理技術極大的提升了紡織品檢測的效率。為此我們對圖像測試技術應用于混紡紗線中的纖維轉移指數測試進行詳細的分析，并對測試系統的開發和優化提出建議。

關鍵詞：圖像測試技術；混紡紗線；纖維轉移指數

隨著計算機圖像測試技術的應用，其檢測的效率大大提高，為此文章將詳細地分析該技術實現的步驟以及系統的優化方向。

1 數字圖像處理技術概述以及在紡織業中的應用

數字圖像處理技術的主要實現原理是將圖像信號轉化成數字信號，并通過計算機技術中的采集和數字化、圖像增強和恢復、圖像壓縮等實現對圖像的數字化處理，基本的步驟為圖像信息獲取-預處理-特征提取-圖像分析幾個階段。上世紀九十年代圖像處理技術就在紡織業中獲得了應用，主要目的是半制品檢測、紗線性能檢測等，隨著紡織業現代化進程的不斷發展，其在纖維性能分析、纖維取向評定等方面的領域研究越來越深入。

2 圖像測試應用于纖維轉移指數測試的步驟

2.1 測試的基本流程

測試共分為五個步驟，其中混紡紗中纖維徑向分布的測試用漢密爾頓指數分析法來完成，具體的操作步驟分別是圖像的錄入和預處理、圖像分割、對紗線做分層處理并統計、計算纖維在紗線中的分布曲線、計算漢密爾頓轉移指數。

2.2 圖像的獲取和矯正

首先是制取試樣，使用Y172切片器截取纖維片段，取紗線的數量標準為輕拉纖維束稍有移動為佳。并用刀片清理金屬板外面的纖維并調節精密螺絲，并讓金屬板沒過纖維稍的位置，對末端的纖維涂抹一層棉膠，等干燥以后用刀片沿著金屬面板切割完成第一個試樣。由于無法準確的控制厚度，所以第一片一般不作為正式的樣本，按照同樣的方法進行數次切片后選取樣本。其次是后去切片的圖像，在顯微鏡上拍攝切片照片，選擇清晰度和對比度較好的樣張，經過數模轉換獲得原始圖樣，處理得到512·512尺寸圖片。最后是對圖片做預處理完成圖像的校正，由于圖片必然存在一定的光照不均勻、清晰度和噪點等問題，因此要想獲得能夠真實反映和測量纖維轉移指數的圖片還需進行圖片的處理，處理的主要方式有平滑濾波、圖像增強、銳化、邊緣檢測和加強等。

2.3 圖像分割

將處理后的圖像分割成等分的幾個外接圓，并保證最大的圓能夠包圍絕大部分的纖維，本次試驗中我們將圖像分割成五個同心圓。

2.4 分層處理并統計纖維的根數

統計每一個圓環中纖維的總根數，并在計算機系統的輔助下分析各層纖維的分布頻數。難免在統計纖維根數的時候，會出現同時跨越兩個圓環的情況，為了確保頻數的準確真實。我們使用的方法是，截面面積的一半為界限，將圖像放大后分割成數個單位格，哪個圓環內的單位格子數量多則歸類到該單位元內。

2.5 纖維在紗線中的分布曲線的計算

由于A、B兩類纖維的線密度和截面積不同，所以要按照根數正比例轉化成截面積的比。

2.6 計算漢密爾頓指數

上文中已經計算出均勻分布一次矩的大小，而漢密爾頓指數的計算方式為：對比[FM？琢]A和[FM？滋]A的大小，如果前者大于后者，表示A纖維是向外轉移的，那么其轉移指數大小M就可以得出：

相反如果后者大于前者，則說明A纖維是向內轉移的，其計算方法以及對應的B纖維的轉移指數計算方式雷同。一般來說M的值在（-100%～+100%）之間均有可能，M值等于0是表示是纖維的分布式絕對均勻的。M>0表示該纖維對應的是向外層轉移，而M<0表示為向內轉移。M值的絕對值越大表示向內或向外轉移的程度越大，當達到最大值100%時表示纖維與橫截面的紗是完全分離的。

3 系統的開發和優化

系統運行環境的最低硬件需求：CPU性能≥1600MHz，內存≥256M，硬盤>40G，顯示器最低為VGA，800*600增強色（16位），軟件為Windows XP以上，開發工具為DELPHI 13.0。軟件的開發流程對應上文中的各個步驟，首先是對圖像的預處理，調入系統后認為操作并選擇對應的闕值，對圖像做二值化處理，隨后計算每一層圓環內的纖維分布，使用方法是用畫筆將兩個纖維粘連的位置分割開，并將連接的地方設定一個背景色。并自動計算出不同范圍內纖維的分布和根數，并代入系統內置的函數中計算均勻分布一次矩的大小和實際體積一次矩的大小，隨后對比大小做出分析結果。系統開發的難點是如何將實際拍攝并處理后的照片轉化成數字化的信息，因此就需要在圖像上提取特征值，并實現特征值和織物組織機構參數之間的關系，從而實現圖像信號和數字信號之間的轉換。織物的圖像是一種二維信號，而其處理的本質就是將一個二維信號轉變成數字信號，并實現對纖維在織物中的分布的分析和計算。

4 結束語

圖像測試技術的應用極大地提高了紡織企業的生產效率和現代化程度，尤其是隨著計算機技術的不斷進步，其系統也不斷地優化和完善。現代計算機處理技術研究的重點內容有織物懸垂性測試、經緯度密度測試、起毛起球級別測試、纖維長細度測試等領域，無一例外計算機圖像測試技術的應用極大地提高了工作效率，減少了人力投入，同時也提高了紡織品的質量和檔次，對于現代紡織業有著極其重要的意義和作用。

參考文獻

[1]鄒清云.計算機圖像處理技術在紡織測試中的應用[J].河南紡織高等專科學校學報，2006，1：19-21.

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