異形纖維拓?fù)湫畔⒂?jì)算及其分類的研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，異形纖維在紡織服裝產(chǎn)品中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。異形纖維的不同截面形狀對(duì)織物性能的影響很大。為了正確區(qū)分各種類型的異形纖維，需要對(duì)各種異形纖維的特征進(jìn)行提取，以正確描述異形纖維的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。雖然已有多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)描述方法存在，但是在異形纖維特征提取方面的研究不多，對(duì)日益增多的異形纖維種類，需要一種更為有效的異形纖維特征參數(shù)提取方法。
　　 骨架是物體形狀表示和識(shí)別的重要方法。作為一種降維的物體形

2、態(tài)描述方式，骨架包含了物體目標(biāo)的輪廓和區(qū)域信息，能反映目標(biāo)重要的視覺線索。骨架的線形連通結(jié)構(gòu)易于轉(zhuǎn)化為樹或圖的形式，為物體的特征匹配帶來(lái)方便。目前的骨架算法中，細(xì)化算法會(huì)使骨架點(diǎn)位置偏移，中軸算法無(wú)法保證骨架連通性，兩類算法都容易受到邊界噪聲影響，產(chǎn)生冗余的骨架分支，因此需要對(duì)骨架進(jìn)行剪枝處理。而骨架剪枝算法會(huì)造成主骨架分支縮短，且無(wú)法保證拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)局部信息和整體特征的統(tǒng)一。針對(duì)上述問(wèn)題，本文提出一種基于向量?jī)?nèi)積的骨架提取算法，不需要進(jìn)行

3、剪枝即可獲得完整連通的、無(wú)冗余分支的骨架。
　　 算法首先對(duì)二值圖像進(jìn)行輪廓跟蹤獲得圖像邊界點(diǎn)序列，并通過(guò)距離變換得到物體內(nèi)部像素點(diǎn)和其對(duì)應(yīng)最近邊界點(diǎn)的位置。定義內(nèi)部像素點(diǎn)到其最近邊界點(diǎn)的有向向量為邊界向量。求任一內(nèi)部像素點(diǎn)的邊界向量和它八鄰域點(diǎn)的邊界向量的內(nèi)積，將其中的最小內(nèi)積值稱為極小內(nèi)積值。計(jì)算每個(gè)內(nèi)部像素點(diǎn)的極小內(nèi)積值獲得極小內(nèi)積值圖。根據(jù)內(nèi)積選取準(zhǔn)則確定骨架種子點(diǎn)，根據(jù)骨架種子點(diǎn)對(duì)應(yīng)的最近邊界點(diǎn)在邊界序列中的位置，判斷

4、骨架種子點(diǎn)生長(zhǎng)方向。利用八鄰域搜索法，在極小內(nèi)積值圖中尋找一條極小內(nèi)積值最小的通路連接骨架種子點(diǎn)，經(jīng)過(guò)骨架兩次生長(zhǎng)處理得到連通的骨架，最后通過(guò)細(xì)化算法得到單像素的完整骨架。實(shí)驗(yàn)證明，本文提出的算法能夠有效提取異形纖維骨架，并能保持異形纖維完整的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。求到的骨架位置準(zhǔn)確，而且對(duì)物體邊緣噪聲不敏感，無(wú)需進(jìn)行剪枝計(jì)算。
　　 將提取到的骨架線上的骨架端點(diǎn)和骨架分支點(diǎn)，作為一種異形纖維分類計(jì)算參數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，基于向量?jī)?nèi)積的骨架提