紡織品中纖維原位識(shí)別與含量自動(dòng)分析系統(tǒng)的研究.pdf

1、我國(guó)的山羊絨產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的70％左右,是世界上第一大羊絨制品加工和出口國(guó)。山羊絨產(chǎn)量較低,世界每年羊絨產(chǎn)量約為15000-20000噸,約為羊毛總產(chǎn)量的1%,動(dòng)物毛纖維總產(chǎn)量的0.2%。且價(jià)格高昂,2009年國(guó)內(nèi)山羊絨價(jià)格約為400-650元/公斤,是羊毛價(jià)格的十幾倍。同時(shí)又具有細(xì)長(zhǎng)柔軟、富有光澤和輕質(zhì)保暖等特點(diǎn),因而成為高價(jià)值纖維,羊絨纖維制品也成為貴重物品,這也使羊絨纖維成為仿冒混合的對(duì)象。其中,山羊絨與細(xì)羊毛在形態(tài)和理化性能上

2、都極為相似,故其間的混合仿冒就更為嚴(yán)重。目前已有國(guó)家強(qiáng)制性檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)(GB18267-2000),雖能有效地鑒別羊絨及測(cè)量羊絨含量,但是完全基于人工判別,不僅費(fèi)時(shí),而且精度較低。因此研究和開(kāi)發(fā)一種針對(duì)山羊絨和羊毛產(chǎn)品的自動(dòng)快速鑒別方法是解決這一難題的主要方式。
　　 山羊絨和羊毛的鑒別方法發(fā)展至今已經(jīng)有十幾種,涉及到物理、化學(xué)、生物、圖像處理等多個(gè)方面。其中能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的技術(shù)手段只有紅外光譜法、基因芯片法、圖像處理法三種。前兩種以

3、成分鑒別為原理,實(shí)用性差、取制樣困難、可靠性也差,且因系統(tǒng)及操作復(fù)雜等原因難以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化。通過(guò)光學(xué)顯微鏡和掃描電鏡獲得山羊絨和細(xì)羊毛的圖像,利用圖像處理的方法從圖像中提取特征參數(shù),借助分類模型可以完成對(duì)山羊絨和羊毛的自動(dòng)鑒別。而只有光學(xué)顯微鏡能夠?qū)崿F(xiàn)試樣圖像的無(wú)損、快速采集,同時(shí)成本低、操作簡(jiǎn)單,易于商業(yè)化普及。
　　 儀器的試樣機(jī)構(gòu)由加壓裝置、試樣槽、玻璃蓋板組成,在對(duì)試樣不造成破壞的前提下將試樣表面纖維限定在物鏡焦深范圍內(nèi)

4、,然后利用長(zhǎng)工作距離物鏡來(lái)采集玻璃內(nèi)表面上的試樣圖像。
　　 儀器硬件和運(yùn)行機(jī)構(gòu)精度較高、震動(dòng)較小。試樣臺(tái)運(yùn)行時(shí),試樣上下起伏較小。物鏡因此采用消極調(diào)焦的方式。最終選擇自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)中的連續(xù)取像方式完成對(duì)試樣圖像的實(shí)時(shí)快速采集。在CCD連續(xù)拍攝的同時(shí),試樣臺(tái)會(huì)沿‘s’型路徑自動(dòng)運(yùn)行,以此完成圖像連續(xù)采集。儀器最終實(shí)現(xiàn)快速、連續(xù)、實(shí)時(shí)、無(wú)損采集特定位置的纖維圖像。
　　 數(shù)字光學(xué)系統(tǒng)由長(zhǎng)工作距離、大景深、高倍率物鏡、高曝光速

5、度CCD、反射照明裝胃組成。試樣加壓、試樣浸油、暗視場(chǎng)照明、消除眩光等途徑對(duì)圖像質(zhì)量有了明顯改善。照明裝置應(yīng)采用大光圈、高亮度、遠(yuǎn)距離、較小角度的投射形式,這可以使物鏡調(diào)節(jié)到高倍數(shù)時(shí),視野呈現(xiàn)暗視場(chǎng)效果,并且能夠滿足目標(biāo)的亮度要求和且使其亮度均勻。
　　 儀器圖像采集速度約在300-600張/分鐘,采樣速度大約在200-400根/分鐘。利用圖像處理的方法整體提取圖像中多根纖維的特征參數(shù),提高了處理速度。利用貝葉斯分類模型鑒別兩種