三維掃描技術(shù)在織物平整度客觀評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

甘敏 浙江理工大學(xué) 服裝學(xué)院

三維掃描技術(shù)在織物平整度客觀評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

甘敏 浙江理工大學(xué) 服裝學(xué)院

織物在穿著過(guò)程中容易產(chǎn)生折皺，影響美觀。主觀評(píng)價(jià)檢測(cè)精度低，再現(xiàn)性差，因此對(duì)織物平整度進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)是有必要的。通過(guò)梳理文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)今織物平整度客觀評(píng)價(jià)主要有圖像處理法和三維掃描法，總結(jié)了三維掃描技術(shù)及點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理的發(fā)展現(xiàn)狀，分析了三維掃描在織物平整度客觀評(píng)價(jià)中的優(yōu)劣，這些為織物平整度客觀評(píng)價(jià)提供了參考。

織物平整度 客觀評(píng)價(jià) 三維掃描 點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理

隨著收入水平增加，人們對(duì)服裝質(zhì)量也有了更高的追求。織物制成服裝后，在穿著過(guò)程和洗滌后晾曬過(guò)程難免會(huì)起皺，因此對(duì)織物平整度進(jìn)行準(zhǔn)確地客觀地評(píng)價(jià)就十分重要。

本文歸納總結(jié)三維掃描及點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理研究的發(fā)展現(xiàn)狀，分析三維掃描在織物平整度客觀評(píng)價(jià)中的優(yōu)劣，指出織物平整度客觀評(píng)價(jià)的發(fā)展趨勢(shì)。

一、三維掃面技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

三維掃描是集光、機(jī)、電和計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體的高新技術(shù)，主要用于對(duì)物體空間外形和結(jié)構(gòu)及色彩進(jìn)行掃描，以獲得物體表面的空間坐標(biāo)。三維掃描分為接觸式和非接觸式。其中非接觸式三維掃描儀分為光柵三維掃描儀和激光三維掃描儀。光柵三維掃描有白光掃描或藍(lán)光掃描，激光掃描儀有點(diǎn)激光、線激光、面激光。

（1）光柵三維掃描儀由光柵投影設(shè)備及兩個(gè)工業(yè)級(jí)的CCD Camera所構(gòu)成，由光柵投影在待測(cè)物上，并加以粗細(xì)變化及位移，配合CCD Camera將所擷取的數(shù)字影像透過(guò)計(jì)算機(jī)運(yùn)算處理，即可得知待測(cè)物的實(shí)際3D外型。

（2）三維激光掃描技術(shù)是近年來(lái)出現(xiàn)的新技術(shù)，利用激光測(cè)距原理，記錄被測(cè)物體表面大量的密集的點(diǎn)的三維坐標(biāo)、反射率和紋理等信息，可快速?gòu)?fù)建出被測(cè)目標(biāo)的三維模型及線、面、體等圖件數(shù)據(jù)。

在歐美日等發(fā)達(dá)國(guó)家，三維掃描技術(shù)已在制造、動(dòng)畫特技制作、游戲娛樂、醫(yī)學(xué)等行業(yè)嶄露頭角。在紡織服裝行業(yè)，三維掃描主要用于人體三維掃描及建模，在紡織品檢測(cè)方面也有所應(yīng)用[1-3]。

二、三維掃面數(shù)據(jù)處理

三維掃描技術(shù)，能得到物體表面每個(gè)點(diǎn)的空間三維坐標(biāo)，甚至內(nèi)部結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，在彩色掃描中，還能獲得色彩信息。在獲取大量的點(diǎn)云數(shù)據(jù)后怎樣處理這些數(shù)據(jù)是一個(gè)重大課題，目前三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的處理研究主要集中于：數(shù)據(jù)獲取及簡(jiǎn)化、去噪光順[4]、特征檢測(cè)、參數(shù)表示和曲面重建等方面。點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理的深入研究為織物平整度客觀評(píng)價(jià)的特征參數(shù)提取提供了依據(jù)。

三、三維掃描在織物平整度客觀評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

織物折皺形態(tài)呈三維空間分布，通過(guò)三維掃描獲得織物表面三維坐標(biāo)，提取客觀評(píng)價(jià)特征指標(biāo)。

Amirbayat等[5]用激光掃描AATCC標(biāo)準(zhǔn)模版，提取了幾何特征參數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)折皺等級(jí)。Su Jie和Xu Bugao用激光三角測(cè)量法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)織物折皺等級(jí)。Mousazadegan F提出了利用激光三角掃描技術(shù)，結(jié)合去卷積余值法對(duì)接縫起皺等級(jí)進(jìn)行評(píng)價(jià)。呂東風(fēng)等用激光技術(shù)獲取了織物的輪廓信息，并經(jīng)濾波處理，獲得了服裝接縫處的折皺信息。李艷梅等用雙目CCD攝像機(jī)獲取了服裝接縫處的三維坐標(biāo)點(diǎn)，并以高度方向的數(shù)據(jù)提取了反映折皺情況的特征指標(biāo)。

三維激光掃描法的優(yōu)缺點(diǎn)。（1）優(yōu)點(diǎn)：掃描過(guò)程慢，設(shè)備昂貴曾是制約三維激光掃描成為織物平整度通用檢測(cè)手段的關(guān)鍵問(wèn)題。三維掃描對(duì)環(huán)境要求低，使用起來(lái)便捷高效，幾乎不受織物的顏色和花型的影響，適用范圍廣。（2）缺點(diǎn)：目前特征提取主要集中在數(shù)理統(tǒng)計(jì)高度方向的值，及少量地分析計(jì)算曲面的曲率。僅用高度方向上的值不能準(zhǔn)確判斷織物平整度。

四、發(fā)展趨勢(shì)

織物的平整度與服裝的外觀質(zhì)量有著密切的關(guān)系。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，生活水平的提高，人們對(duì)外觀質(zhì)量要求會(huì)有所提高，對(duì)織物平整度有更高的要求，這就要求我們有更科學(xué)地客觀評(píng)價(jià)織物平整度，具體要求如下：

（1）目前織物平整度客觀評(píng)價(jià)主要有圖像處理法和三維掃描法，二者分別從二維和三維客觀評(píng)價(jià)折皺等級(jí)，二者各有優(yōu)劣，應(yīng)當(dāng)將二者建立聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)三維和二維的互相轉(zhuǎn)換，共同客觀評(píng)價(jià)織物平整度。

（2）建立客觀評(píng)價(jià)為主，主觀評(píng)價(jià)為輔的織物折皺等級(jí)評(píng)價(jià)。完全用客觀評(píng)價(jià)方法判定織物折皺等級(jí)會(huì)與日常生活中人的主觀感受有所差異，因此要將二者聯(lián)系起來(lái)。

五、結(jié)束語(yǔ)

隨著科技飛速發(fā)展，三維掃描及點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理技術(shù)越來(lái)越成熟，可以提取更能反映織物平整度的特征參數(shù)，三維掃描技術(shù)在織物平整度客觀評(píng)價(jià)中的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越多。織物平整度客觀評(píng)價(jià)雖然有圖像處理法和三維掃描法，織物折皺形態(tài)各異，只用其中一種方法不能很好地客觀評(píng)價(jià)其折皺等級(jí)，可以利用三維掃描這種高效準(zhǔn)確的信息獲取方式大量掃描織物折皺，建立數(shù)據(jù)庫(kù)，結(jié)合圖像處理技術(shù)和三維掃描技術(shù)進(jìn)行折皺等級(jí)客觀品價(jià)，并結(jié)合主觀評(píng)價(jià)，建立科學(xué)準(zhǔn)確的折皺等級(jí)評(píng)價(jià)。

[1]張曉婷.基于三維掃描技術(shù)的毛織物懸垂性能測(cè)試方法[J]. 毛紡科技, 2015, 43(10): 58-61.

[2]余十平.基于三維掃描技術(shù)檢測(cè)針織物的起毛起球特征值[J]. 東華大學(xué)學(xué)報(bào), 2013, 39(1): 42-47.

[3]張雪. 應(yīng)用三維掃描技術(shù)的織物成型性測(cè)試與表征[J]. 紡織學(xué)報(bào), 2014, 38(12): 64-68.

[4]王麗輝. 三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理的技術(shù)研究[D]. 北京：北京交通大學(xué)，2011: 11-25.

[5]Amirbayat J, Alagha Mj. Objective Assessment of Wrinkle Recovery by Means of Laser Triangulation [J]. Journal of the Textile Institute, 1996, 87(2): 349-355.