[發(fā)明專利]基于反向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的混合染液濃度檢測方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110485277.8
• 申請(qǐng)日: 2021-04-30
• 公開（公告）號(hào): CN113192034A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張彤;劉嬌嬌;朱磊;姬文江;金楠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T7/00
• 分類號(hào): G06T7/00;G06T5/00;G06N3/08
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 韓玙

本發(fā)明公開了一種基于反向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的混合染液濃度檢測方法，首先利用工業(yè)相機(jī)采集混合染液的圖像信息，然后對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪和預(yù)處理，再訓(xùn)練反向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，最終得到一個(gè)最優(yōu)模型，用得到的模型預(yù)測混合染液的濃度。基于反向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的混合染液濃度檢測方法可以從觀測數(shù)據(jù)出發(fā)，尋找出尚不能通過理論分析得到的規(guī)律，所用的數(shù)據(jù)是混合染液的圖像信息，數(shù)據(jù)采集對(duì)儀器的要求較低，可以更方便快捷的獲取數(shù)據(jù)，通過構(gòu)造模型實(shí)現(xiàn)對(duì)混合染液染料濃度的預(yù)測，從而達(dá)到改善印染產(chǎn)品品質(zhì)、提高生產(chǎn)效率、實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的一個(gè)重要方向，具體涉及一種基于反向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的混合染液濃度檢測方法。

背景技術(shù)

作為我國重要的民生產(chǎn)業(yè)和傳統(tǒng)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，紡織工業(yè)與人民的生活息息相關(guān)，是保障和滿足人民群眾不斷增長的消費(fèi)需求的重要支撐。紡織產(chǎn)品加工工序主要包括前處理、染色和后整理，其中染色過程基本上決定了紡織產(chǎn)品的質(zhì)量，紡織品的染色效果是工藝水平的重要體現(xiàn)。紡織品的染色效果主要受染料的濃度、溫度、染色時(shí)間、PH值等參數(shù)影響，而在所有參數(shù)中，染液濃度是紡織品染色效果的關(guān)鍵，對(duì)染液濃度進(jìn)行檢測和控制可以提升染色準(zhǔn)確率，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，并且可以為染色殘液的回收處理奠定基礎(chǔ)。

目前國內(nèi)外最常用的濃度檢測方法是分光光度法，此方法以朗伯比爾定律為基礎(chǔ)，利用吸光度與濃度之間的線性關(guān)系實(shí)現(xiàn)染液濃度的測量。但在生產(chǎn)中為了獲得某一顏色常常需要兩種或兩種以上染料進(jìn)行拼染，當(dāng)兩種染料顏色接近、光譜重疊嚴(yán)重、染料組分比較多，或者其中一個(gè)染料的濃度相對(duì)于其他組分很小的時(shí)候，常規(guī)的測定方法測定誤差較大，而且對(duì)儀器的要求比較高，對(duì)波長精度的控制、吸光度值漂移、儀器穩(wěn)定性等要求都比較嚴(yán)格。現(xiàn)有的化學(xué)計(jì)量法并不能達(dá)到印染行業(yè)實(shí)際要求的檢測精度。

國家發(fā)改委在分析中國印染行業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢后，明確提出“要用信息化和高新技術(shù)改造傳統(tǒng)行業(yè)”，這既是印染行業(yè)發(fā)展的政策導(dǎo)向，也是印染機(jī)械行業(yè)發(fā)展的政策導(dǎo)向。由于機(jī)器學(xué)習(xí)擁有“自主學(xué)習(xí)”的能力，已經(jīng)開始在多個(gè)領(lǐng)域嘗試?yán)脵C(jī)器學(xué)習(xí)方法處理分類和回歸問題，基于反向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的混合染液濃度檢測方法可以從觀測數(shù)據(jù)出發(fā)，尋找出尚不能通過理論分析得到的規(guī)律，通過構(gòu)造模型實(shí)現(xiàn)對(duì)混合染液染料濃度的預(yù)測，從而達(dá)到改善印染產(chǎn)品品質(zhì)、提高生產(chǎn)效率、實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的。

綜上所述，采用機(jī)器學(xué)習(xí)方法檢測混合染液濃度對(duì)用信息化和高新技術(shù)改造傳統(tǒng)行業(yè)有重要意義，本發(fā)明針對(duì)此種需求提出了一種基于反向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的混合染液濃度檢測方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是提供一種基于反向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的混合染液濃度檢測方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的混合染液中燃料濃度測量誤差大的問題，實(shí)現(xiàn)了對(duì)混合染液中染料濃度的準(zhǔn)確測量，為混合染液濃度檢測提供了新的方法，同時(shí)為染液濃度在線檢測提供了新思路。

本發(fā)明所采用的方案是一種基于反向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的混合染液濃度檢測方法，具體包括以下步驟：

步驟1，參照生產(chǎn)實(shí)際，配置不同濃度的混合染液；

步驟2，利用工業(yè)相機(jī)采集步驟1中所有混合染液的圖像信息，作為原始數(shù)據(jù)；

步驟3，對(duì)步驟2中獲取到的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪處理，得到去除噪聲的數(shù)據(jù)；

步驟4，對(duì)步驟3中去除噪聲的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，得到輸入數(shù)據(jù)；

步驟5，將步驟4中的輸入數(shù)據(jù)劃分訓(xùn)練數(shù)據(jù)、測試數(shù)據(jù)；

步驟6，利用步驟5中的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，采用反向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練模型，利用測試數(shù)據(jù)檢驗(yàn)?zāi)Ｐ偷念A(yù)測精度，經(jīng)過多次模型訓(xùn)練，得到一個(gè)最優(yōu)預(yù)測模型；

步驟7，利用步驟6得到的最優(yōu)預(yù)測模型預(yù)測混合染液染料濃度。

本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，

步驟1具體如下：