图像测试技术测试混纺纱线中纤维转移指数分析

赵万荣

摘 要：近几年随着计算机技术的发展和普及，计算机技术几乎应用到了各行各业当中。现代化的纺织业也应用到了计算机技术，由于纺织品在进入市场前要经过一定的测试和检验，而计算机图像处理技术极大的提升了纺织品检测的效率。为此我们对图像测试技术应用于混纺纱线中的纤维转移指数测试进行详细的分析，并对测试系统的开发和优化提出建议。

关键词：图像测试技术；混纺纱线；纤维转移指数

随着计算机图像测试技术的应用，其检测的效率大大提高，为此文章将详细地分析该技术实现的步骤以及系统的优化方向。

1 数字图像处理技术概述以及在纺织业中的应用

数字图像处理技术的主要实现原理是将图像信号转化成数字信号，并通过计算机技术中的采集和数字化、图像增强和恢复、图像压缩等实现对图像的数字化处理，基本的步骤为图像信息获取-预处理-特征提取-图像分析几个阶段。上世纪九十年代图像处理技术就在纺织业中获得了应用，主要目的是半制品检测、纱线性能检测等，随着纺织业现代化进程的不断发展，其在纤维性能分析、纤维取向评定等方面的领域研究越来越深入。

2 图像测试应用于纤维转移指数测试的步骤

2.1 测试的基本流程

测试共分为五个步骤，其中混纺纱中纤维径向分布的测试用汉密尔顿指数分析法来完成，具体的操作步骤分别是图像的录入和预处理、图像分割、对纱线做分层处理并统计、计算纤维在纱线中的分布曲线、计算汉密尔顿转移指数。

2.2 图像的获取和矫正

首先是制取试样，使用Y172切片器截取纤维片段，取纱线的数量标准为轻拉纤维束稍有移动为佳。并用刀片清理金属板外面的纤维并调节精密螺丝，并让金属板没过纤维稍的位置，对末端的纤维涂抹一层棉胶，等干燥以后用刀片沿着金属面板切割完成第一个试样。由于无法准确的控制厚度，所以第一片一般不作為正式的样本，按照同样的方法进行数次切片后选取样本。其次是后去切片的图像，在显微镜上拍摄切片照片，选择清晰度和对比度较好的样张，经过数模转换获得原始图样，处理得到512·512尺寸图片。最后是对图片做预处理完成图像的校正，由于图片必然存在一定的光照不均匀、清晰度和噪点等问题，因此要想获得能够真实反映和测量纤维转移指数的图片还需进行图片的处理，处理的主要方式有平滑滤波、图像增强、锐化、边缘检测和加强等。

2.3 图像分割

将处理后的图像分割成等分的几个外接圆，并保证最大的圆能够包围绝大部分的纤维，本次试验中我们将图像分割成五个同心圆。

2.4 分层处理并统计纤维的根数

统计每一个圆环中纤维的总根数，并在计算机系统的辅助下分析各层纤维的分布频数。难免在统计纤维根数的时候，会出现同时跨越两个圆环的情况，为了确保频数的准确真实。我们使用的方法是，截面面积的一半为界限，将图像放大后分割成数个单位格，哪个圆环内的单位格子数量多则归类到该单位元内。

2.5 纤维在纱线中的分布曲线的计算

由于A、B两类纤维的线密度和截面积不同，所以要按照根数正比例转化成截面积的比。

2.6 计算汉密尔顿指数

上文中已经计算出均匀分布一次矩的大小，而汉密尔顿指数的计算方式为：对比[FM？琢]A和[FM？滋]A的大小，如果前者大于后者，表示A纤维是向外转移的，那么其转移指数大小M就可以得出：

相反如果后者大于前者，则说明A纤维是向内转移的，其计算方法以及对应的B纤维的转移指数计算方式雷同。一般来说M的值在（-100%～+100%）之间均有可能，M值等于0是表示是纤维的分布式绝对均匀的。M>0表示该纤维对应的是向外层转移，而M<0表示为向内转移。M值的绝对值越大表示向内或向外转移的程度越大，当达到最大值100%时表示纤维与横截面的纱是完全分离的。

3 系统的开发和优化

系统运行环境的最低硬件需求：CPU性能≥1600MHz，内存≥256M，硬盘>40G，显示器最低为VGA，800*600增强色（16位），软件为Windows XP以上，开发工具为DELPHI 13.0。软件的开发流程对应上文中的各个步骤，首先是对图像的预处理，调入系统后认为操作并选择对应的阙值，对图像做二值化处理，随后计算每一层圆环内的纤维分布，使用方法是用画笔将两个纤维粘连的位置分割开，并将连接的地方设定一个背景色。并自动计算出不同范围内纤维的分布和根数，并代入系统内置的函数中计算均匀分布一次矩的大小和实际体积一次矩的大小，随后对比大小做出分析结果。系统开发的难点是如何将实际拍摄并处理后的照片转化成数字化的信息，因此就需要在图像上提取特征值，并实现特征值和织物组织机构参数之间的关系，从而实现图像信号和数字信号之间的转换。织物的图像是一种二维信号，而其处理的本质就是将一个二维信号转变成数字信号，并实现对纤维在织物中的分布的分析和计算。

4 结束语

图像测试技术的应用极大地提高了纺织企业的生产效率和现代化程度，尤其是随着计算机技术的不断进步，其系统也不断地优化和完善。现代计算机处理技术研究的重点内容有织物悬垂性测试、经纬度密度测试、起毛起球级别测试、纤维长细度测试等领域，无一例外计算机图像测试技术的应用极大地提高了工作效率，减少了人力投入，同时也提高了纺织品的质量和档次，对于现代纺织业有着极其重要的意义和作用。

参考文献

[1]邹清云.计算机图像处理技术在纺织测试中的应用[J].河南纺织高等专科学校学报，2006，1：19-21.

[2]丁雪荣.基于MATLAB图像处理技术的针织物结构参数测量的研究[D].天津工业大学，2006.