基于圖像處理技術(shù)的彎鉤纖維表征研究.pdf

1、近年來(lái)隨著生活水平的提高，人們對(duì)紡織成品和半成品的質(zhì)量要求越來(lái)越高，而紗線(xiàn)質(zhì)量的優(yōu)劣直接決定了產(chǎn)品的等級(jí)。彎鉤纖維的數(shù)量與方向?qū)徏唩?lái)說(shuō)都是至關(guān)重要的，它決定了纖維伸直平行度及成紗均勻度。所以對(duì)彎鉤纖維進(jìn)行定義、表征，給出相關(guān)明確的表征指標(biāo)，在梳棉到細(xì)紗之間各道工序中，對(duì)彎鉤纖維進(jìn)行測(cè)評(píng)，盡量減少?gòu)濄^纖維以紡出優(yōu)質(zhì)紗具有重要意義。
　　以往對(duì)彎鉤纖維的研究?jī)H停留在相關(guān)工藝調(diào)整方面，或者通過(guò)對(duì)彎鉤纖維的形態(tài)進(jìn)行臨摹來(lái)判別，并未給出特

2、定的彎鉤纖維的定義及相關(guān)指標(biāo)。本文首先主要對(duì)彎鉤纖維進(jìn)行定義，在后續(xù)工作中對(duì)于纖維彎鉤與否的判斷給出了一個(gè)參考。通過(guò)對(duì)彎鉤纖維進(jìn)行表征，以便對(duì)纖維進(jìn)行特征值提取。本文主要包括以下幾個(gè)主要內(nèi)容:
　　(1)介紹了國(guó)內(nèi)外對(duì)彎鉤纖維的研究概況、彎鉤纖維的產(chǎn)生過(guò)程和原因、危害以及如何減少?gòu)濄^纖維;
　　(2)根據(jù)現(xiàn)有的研究概況，通過(guò)對(duì)比分析對(duì)彎鉤纖維重新進(jìn)行定義和表征:纖維在棉網(wǎng)及半制品中存在的形態(tài)有對(duì)折、打圈、卷曲、傾斜和彎鉤纖維

3、（前彎鉤、后彎鉤、兩頭彎鉤），根據(jù)提出的定義可以判別彎鉤纖維。通過(guò)采集彎鉤纖維的圖像，根據(jù)彎鉤纖維的特點(diǎn)提出了伸直長(zhǎng)度、有效長(zhǎng)度、平行伸直度、纖維排列指數(shù)等表征參數(shù)。
　　(3)討論了彎鉤纖維試驗(yàn)制備過(guò)程、利用CCD攝像機(jī)進(jìn)行圖像的采集與整理，采用MATLAB7.0作為開(kāi)發(fā)彎鉤纖維圖像處理和分析的軟件的程序開(kāi)發(fā)平臺(tái)工具對(duì)采集到的圖像進(jìn)行預(yù)處理，介紹了預(yù)處理的流程以及灰度轉(zhuǎn)換、中值濾波、高斯擬合、形態(tài)學(xué)處理、剪枝去除分支的原理、算法

4、，并給出了圖像處理結(jié)果，結(jié)果顯示，經(jīng)圖像處理后提取出僅有彎鉤纖維的二值圖像更利于特征值的提取，為后續(xù)工作打下了基礎(chǔ)。
　　(4)選取了30副圖像，根據(jù)彎鉤纖維的定義與表征參數(shù)對(duì)目標(biāo)纖維圖像進(jìn)行識(shí)別，彎鉤纖維特征參數(shù)的提取，得到了纖維伸直長(zhǎng)度、有效長(zhǎng)度、伸直度、彎鉤程度等指標(biāo)。通過(guò)分析比較發(fā)現(xiàn)纖維彎鉤長(zhǎng)度l、曲率K和彎鉤角α綜合反映了纖維彎鉤程度。當(dāng)纖維彎鉤長(zhǎng)度相同時(shí)，曲率越大、彎鉤角度越小，說(shuō)明彎曲越明顯，彎曲程度越大;綜合性的輔

5、助判斷，使彎鉤纖維的特征更加明確。
　　(5)對(duì)采集到的圖像進(jìn)行專(zhuān)家判斷，并將專(zhuān)家判斷得到的結(jié)果與圖像處理得到的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)僅憑經(jīng)驗(yàn)判斷沒(méi)有給出量化的指標(biāo)且浮動(dòng)性較大，而經(jīng)圖像處理得到的各個(gè)特征值指標(biāo)更加清晰的顯示出彎鉤纖維的性質(zhì)，對(duì)后續(xù)進(jìn)行工藝調(diào)整有了一個(gè)更為詳細(xì)的參考。而本文通過(guò)圖像處理技術(shù)得到的彎鉤纖維的圖樣，能夠更好的顯示了彎鉤纖維的各項(xiàng)特征值，為彎鉤纖維成因的研究和解決方案提供了更好的依據(jù)，可以通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)得到