[發明專利]一種羊毛細度自動測量方法

有效

• 申請號: 201310450099.0
• 申請日: 2013-09-27
• 公開（公告）號: CN103499303A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 周理;查宇飛;馬時平;畢篤彥;許悅雷
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍空軍工程大學
• 主分類號: G01B11/08
• 分類號: G01B11/08
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明屬于羊毛細度測量技術領域，尤其涉及一種羊毛細度自動測量方法。

背景技術

纖維的細度是羊毛最為重要的品質指標之一。羊毛所有的性狀特征和制成紡織產品的風格性能幾乎都與纖維的細度有關，所以在貿易中羊毛的價格基本取決于纖維的細度。由于細度對羊毛價格影響非常大，因此羊毛細度檢測就是一項評定羊毛價值的重要工作。

目前，國際毛紡組織(International?Wool?Textile?Organization,IWTO)的細度檢驗方法有：羊毛纖維細度OFDA測試法、鉆芯取樣原毛平均細度測試法、馬海毛纖維細度測試法、激光細度測試儀法等，相應的檢測儀器有OFDA、氣流儀、纖維細度測試儀、激光細度測試儀等。國內對羊毛細度的測試方法為羊毛纖維投影顯微鏡法和激光細度分析儀法。前者雖然有檢測儀器較為便宜的優點，但檢測主要依靠人力，檢測速度慢，準確度受到主觀因素的影響，同時檢測數據的統計也依靠人力，勞動強度大；后者雖然測量效果好，但由于其機械加工精度高，對環境要求苛刻，也不能廣泛使用。因此，開發一套性能良好的羊毛細度自動測量軟件顯得迫在眉睫。

顯微投影儀法是國內最早，也是最簡單的一種檢測羊毛的方法。下面從測試原理、適用范圍、采用標準以及影響因素等四個方面介紹此方法。

測試原理：將羊毛纖維段輪廓用顯微投影放大500倍，用標有刻度值的楔尺測量其寬度，逐次記錄測量結果，并計算出纖維平均直徑值。

適用范圍：該方法適用于任何形態的羊毛纖維，也適用于具有近似圓截面的其它纖維。

采用標準：采用國際標準ISO137-85《羊毛纖維直徑的測定——投影顯微鏡法》和國家標準GB10685-89《羊毛纖維直徑試驗方法——投影顯微鏡法》。

影響因素：影響測試結果的主要因素：一是隨機取樣誤差；二是測定纖維的根數；三是實驗室的環境條件，包括環境空氣的相對濕度、環境空氣的溫度以及大氣壓力。四是制片介質的影響，包括介質的折射指數、粘性、吸水率（要求吸水率為零時才對纖維膨潤直徑無影響）。

顯微投影儀法的缺點是：操作繁瑣；因為在暗室里工作，人員宜疲勞；結果計算復雜；精度略低。

激光細度分析儀法是目前從國外引進的羊毛細度測量方法，在一些纖維紡織物鑒定中心得到應用。同樣，筆者也分別從測試原理、適用范圍、采用標準以及測試條件等四個方面介紹此方法。

測試原理：將毛條或纖維束切割成短片段，放在正丁醇：水=92:8的混合液體中攪拌，液體流經位于激光光束及其檢測器之間的測量槽時，纖維逐根經過并遮斷激光光束，從而在光電檢測時，檢測出與單根纖維直徑大小相應的電信號，該信號通過鑒別電路和模數轉換電路后進入計算機進行數據處理。簡而言之，激光細度儀是用激光束及先進的電子技術和電腦軟件相結合檢測羊毛纖維細度的。

適用范圍：該方法適用經過洗滌、開松、混勻、除雜處理的羊毛。

采用標準：采用國際標準ISO-12。

測試條件：使用此方法時，應保持標準大氣條件及空氣無塵的環境，否則精確度不準。

激光細度分析儀法的缺點：激光細度分析儀法操作要求嚴，由于混合液體中含正丁醇，因此必須遠離明火；測試條件苛刻且對溫、濕度要求也較高；儀器造價高。

發明內容

針對現有技術激光細度分析儀法操作要求嚴，由于混合液體中含正丁醇，因此必須遠離明火；測試條件苛刻且對溫、濕度要求也較高；儀器造價高的不足，本發明提供了一種羊毛細度自動測量方法。

本發明實施例是這樣實現的，一種羊毛細度自動測量方法，該方法包括以下步驟：

準備自動測量羊毛細度所需的儀器，即LED光源、測試樣品XY工作臺、光學放大系統、數字相機；

LED光源將光線投向測試樣品；

經過光學放大系統，被CCD相機捕獲樣品圖像；

樣品圖像被送入計算機處理系統進行測量計算。

進一步，計算機處理系統進行測量計算的具體步驟為：

步驟1：讀入羊毛圖像；

步驟2：若羊毛圖像質量差，則跳至步驟1；

步驟3：對輸入圖像下采樣以降低計算量；

步驟4：采用包括動態調整、Gamma校正和中值濾波在內的預處理消除噪聲、畸變；

步驟5：運用全局閾值法與局部閾值法相結合，選取分割閾值，將羊毛圖像二值化，獲得二值化前景圖像；

步驟6：利用數學形態學腐蝕和膨脹2個算子對二值化前景圖像進行細化操作，提取羊毛骨架；

步驟7：通過查表法，找到并標出交叉點，從而獲得沒有交叉的羊毛段；