基于图像处理技术的网格圈织物外观质量检测

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目前国内集聚纺(即紧密纺)设备的应用十分广泛,网格圈式的集聚纺在国内占了较大的比例,网格圈作为最重要的元件之一,其自身质量和使用情况对成纱的影响相当大。《集聚纺纱用网格圈》纺织行业标准的出台,提出网格圈织物质量的评价指标主要有孔隙率、熔切边、外观质量及色泽等,为评定网格圈质量的优劣提供了依据。孔隙率指标是网格圈质量评价的重要参数之一,但行业标准中并没有提到测定孔隙率指标的方法,目前对孔隙率的测试主要采用人工放大投影的方式,这些方法测试结果受主观因素影响大,数据不够准确,而且难以批量检测,因此会影响网格圈生产质量控制,也对纺纱厂纱线质量的稳定造成影响。计算机数字图像处理技术的发展,使采用机器视觉来代替传统人工检验纺织品成为可能。本论文利用计算机图像处理技术,对网格圈织物外观质量指标如孔隙率、孔隙分布等进行检测,提取有关网格圈质量的参数信息,这种方法不仅具有很好的重现性,而且直观性强、简单易行、准确性高,可以对大量试样进行快速检测,提供网格圈外观质量的量化指标,为网格圈生产企业和使用企业提供一个快速、客观的检测方法。论文对网格圈织物图像进行采集、倾斜矫正、阈值分割、纱线中心线标定和边纱裁剪,并对孔隙进行识别,提取织物基本结构参数和实际孔隙特征,并将图像提取的经纬密度和纱线直径数据与人工测试数据进行比较分析,说明了图像法测试的可行性和准确性;同时,图像法测试的孔隙不匀及孔隙分布、孔隙形状特征是人工法难以测量的,体现了图像测试法的优越性。论文的主要研究内容和结论如下:(1)选择了高分辨率扫描仪获取网格圈织物图像,分析了图像大小和实际织物大小的对应关系;采用Radon变换分析图像中织物的倾斜程度并进行倾斜矫正,使织物经向和图像的列向一致,为后续图像处理提供基础。(2)在图像分割时,分析了孔隙区域和纱线区域的灰度分布情况,采用了灰度直方图双峰法谷底灰度值加上修正值的方法,将灰度图像转化成二值图像,分割后的孔隙区域得到充分显示。(3)通过对二值图像在经纬向投影曲线的分析,对纱线中心线位置进行标定,并将四根边纱中心线之外的区域裁减去除,使裁减后图像中的纱线数量为整数根,使后续提取的织物经密、纬密信息更加精确。(4)通过剔假法或者补真法对二值图像中的孔隙进行识别,剔除假孔隙,保留真孔隙,使孔隙识别后的二值图像中的孔隙形状能真实反映实际情况,并为后面的特征提取奠定基础。(5)提取了网格圈织物的基本结构参数,包括织物经纬密度、纱线直径及不匀,并计算理论孔隙率指标,将其与人工测试数据进行比较分析,得出两者一致的结论;同时提取了实际孔隙特征,包括孔隙目数、孔隙矩形度及分布、孔隙平均面积、最大最小面积以及面积不匀、实际孔隙率及孔隙大小分布等指标,而这些孔隙特征指标是人工检测方法难以测试的。(6)分析了磨损对网格圈织物外观质量特征的影响,通过对不同耐磨次数后的网格圈织物图像上提取的特征数据进行分析,发现随着耐磨次数的增加,孔隙平均面积逐渐减小,孔隙面积不匀逐渐增加,孔隙平均矩形度逐渐减小,实际孔隙率逐渐降低的变化规律。
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