[發明專利]一種實時紗線外觀數字化分析系統與方法

無效

• 申請號: 201110407650.4
• 申請日: 2011-12-08
• 公開（公告）號: CN103163132A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 辛斌杰;楊小俊;羅國宏
• 申請（專利權）人: 常州中港紡織智能科技有限公司
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84;G01J3/46;G01B11/24;G01B11/10
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 金輝

技術領域

本發明屬機器視覺智能數字化信息分析領域，特別是涉及一種實時紗線外觀數字化分析系統與方法。

背景技術

紗線質量直接關系著織物和服裝的外觀性能，物理性能和服用性能，在紡織生產中起著舉足輕重的作用。紗線的細度，毛羽度和條干均勻度直接影響面料的外觀，還影響強力，拉伸性，彈性，耐磨性等物理機械性能。紗線的外觀信息(粗細變化、橢圓度、直徑不均率等)對全面評價紗線質量、指導制造工藝、預測織物外觀效果有著極其重要的意義。

因此，對于紗線質量的檢測從紡織行業規?；a之日起便成為一個產品質量監控的核心問題；圍繞著紗線的質量檢測，國內、外紡織同行開發了很多紗線質量檢測儀器。目前，紗線的外觀質量的檢測主要由紗線條干均勻度儀和毛羽儀來完成。紗線條干均勻度的原理和方法分為兩種：電容式測量和光電式測量。電容式測量的基本原理是讓紗線以一定速度從平行板電容器極板間通過，由于紗線單位長度的質量(線密度)變化而引起電容的介質變化，進而引起電容量的變化，電容量的變化即反映出紗線條干不勻程度；而光電式測量則讓紗線以一定的速度從兩路正交方向上的光電檢測系統內通過，光電傳感器將紗線直徑信號轉化為電信號，電信號的變化即反映出紗線的條干不勻程度。然而，傳統的電容式或者光電式條干均勻度儀，只能得到反映紗線粗細的電容量信號或者光電信號等間接量，不能夠直接獲得紗線的表面外觀或者顏色紋理等更直觀的信息。在某些情況下，更無法準確、逼真地實現對紗線外觀的表征。同時，該方法受環境影響較大，同一紗線所處環境的溫濕度不同將會造成檢測結果的較大差異。另外，利用電容式條干儀測得的紗線質量不勻率與織物表面質量的相關性不強，難以可靠地預測布面質量。

隨著PC處理終端技術和圖像分析技術的發展，研究人員開始運用光學和數字圖像傳感技術，精密檢測紗線外觀。采用PC處理終端圖像數字處理技術能精確地計量出紗線直徑、橢圓度及不勻率、扭曲度等外觀信息，以實現對紗線的外觀等級進行評估。PC處理終端視覺分析系統是指將光學和PC處理終端圖像處理技術相結合，利用小波分析、傅立葉分析等應用數學的知識，對圖像傳感器實時采集到的紗線圖像進行圖像處理，得到直觀的紗線細度不勻。

目前對此領域的研究主要放在幾何形態的測試和表征上，測試的功能范圍仍局限在傳統的條干均勻度和毛羽測試上，測量模式以單一方向獲取得單幀圖像分析、測量為主。然而，由于紗線體的三維立體結構，單角度視野成像檢測存在信息丟失，易造成提取特征的誤差。本發明提出PC處理終端圖像處理技術，設計了四鏡面反射成像裝置，實現同一視野獲取五個不同角度觀測的紗線外觀圖像，并通過圖像處理技術，提取不同角度觀測紗線表面特征，并進行融合，獲取代表紗線的數字化特征參數，為對紗線性能評價和質量分析提供科學依據。隨著PC處理終端成本降低與性能的提高，以及PC處理終端圖像處理技術的發展，PC處理終端技術在紡織行業的發展和應用，前景將更加廣闊。

發明內容

本發明的目的是提供一種克服上述不足，可以實時獲取多角度的紗線三維立體外觀特征信息，快速準確的確定紗線的質量，并有效減少了人為因素對質量評價的影響，提高分析的準確率的實時紗線外觀數字化分析系統與方法。

實現本發明目的的技術方案是：一種實時紗線外觀數字化分析系統，具有暗箱、圖像采集系統和PC處理終端，圖像采集系統與PC處理終端電連接，暗箱內設有至少兩塊反射鏡和一個LED背光光源。

上述實時紗線外觀數字化分析系統的圖像采集系統具有CCD圖像傳感器和鏡頭。

上述實時紗線外觀數字化分析系統的LED背光光源設置在暗箱的后壁上，圖像采集系統設置在在暗箱的前壁上且與LED背光光源相對，所述反射鏡具有四塊，反射鏡高度與暗箱內壁高度相同，兩塊一組分列于LED背光光源兩側，對稱分布，每塊反射鏡均與暗箱的側壁形成夾角，夾角保持在45～75度之間，鏡面指向暗箱中部。

一種實時紗線外觀數字化分析方法，將待分析紗線上下方向穿過暗箱中部，圖像采集系統通過CCD圖像傳感器和鏡頭同時采集紗線和反射鏡中紗線圖像，并將圖像信息傳輸到PC處理終端，由圖像分析處理軟件對紗線圖像進行處理和分析，獲得紗線表面的特征參數，實現快速、自動對紗線進行數字化分析。

上述實時紗線外觀數字化分析方法的特征參數提取是對每一幀圖像同一檢測位置，分別對圖像中的五個側面的紗線圖像同時進行相關分析和處理，提取特征，最后將檢測所有圖像紗線外觀特征信息進行融合構成紗線外觀的特征向量。