织物折皱测试及评价方法研究

甘 敏

(浙江理工大学，浙江 杭州 310018)

织物折皱测试及评价方法研究

甘 敏

(浙江理工大学，浙江 杭州 310018)

文章指出了传统织物折皱测试方法-折皱回复角法和折皱等级主观评价法的不足，综述了折皱等级客观评价法-图像处理法和三维激光扫描法的国内外研究现状与各自的优劣，为织物折皱测试和等级评价提供了参考。

织物折皱测试；客观评价；图像处理；三维激光扫描

随着收入水平增加，人们对服装质量也有了更高的追求。织物制成服装后，在穿着过程难免会起皱，尤其是肘部和膝部，影响美观性。因此对织物抗皱性进行准确测试和客观评价就十分重要。回顾织物折皱测试方法和折皱等级客观评价的研究现状，本文归纳总结目前织物折皱测试方法的不足及图像处理法和三维激光扫描法在织物折皱客观评价中的优劣，并指出织物折皱测试及等级评价的发展趋势。

1 织物折皱测试研究现状

传统的抗皱性测试有外观法和折皱回复角法。外观法由于靠人眼睛进行比照评级，带有很大的主观性；折皱回复角法为一次弯折成皱测试，与实际穿着起皱相差较大。

织物抗皱性测试一直以来受到广泛的关注。张才前[1]将试样随机放置在圆管中，在一定重量砝码下压缩一定时间，来模拟真实折皱的随机压缩成型过程。刘成霞[2]设置了一组配合的内管和外罩，织物试样在内管外悬垂，然后外罩压缩，除压后利用上方相机拍摄，记录像素面积，计算急弹性折皱回复率和缓弹性折皱回复率。刘成霞、吴限[3]设置了起皱方式，分内管和外罩，将织物试样预先缝合成筒状放置在内管外，用外罩压缩，除压后沿长度方向铺开，经过像素灰度处理，通过起皱的像素面积占比进行抗皱性测试。汪正超[4]利用曲柄连杆滑块机构搭建了动态起皱装置，通过电机驱动曲柄连杆滑块机构来回往复牵拉织物，模拟织物穿着和洗涤过程中的动态折皱。虽然研究织物抗皱性测试方法很多，与传统的折皱测试方法相比有一定的改进，但这些方法与实际穿着起皱还是有差距的，不够直观。

2 织物折皱等级客观评价的研究现状

2.1 图像处理法

从上世纪90年代起，研究人员就利用图像处理技术对折皱图像进行变换，提取特征信息，分析评定织物折皱等级。

2.1.1 国外研究现状

Kang TJ 等[5]用两个CCD摄像机从不同角度对织物同时拍摄，利用两幅图像对应点重建织物三维表面，对织物折皱等级进行客观评价；Mohri M等[6]提出了利用radon变换和纹理分析对织物折皱进行客观评价，主观评价与用radon变换得到的客观评价结果之间有一定的相关性；Behera BK[7]用Canny边缘检测得到了织物折皱的客观评价参数；Yu W等[8]用两个数码相机组成的立体视觉系统，利用有限元方法对织物表面进行了三维重构，选取了特征指标折皱幅度、折皱密度和折皱尖锐度对织物抗皱等级进行了分类；Javier Silvestre-Blanes等[9]用图像处理技术开发了织物及服装折皱的评价系统。

2.1.2 国内研究现状

范金土等[10]用图像处理方法研究了服装表面接缝位置的折皱形态特征；陈健敏等[11]利用面积标准差、灰度及分形维数等客观评价了织物的平整度；徐建明等[12]利用光度立体图像的方法，重建了起皱织物的表面，并提取特征指标，最后选取了相关性较好的分形维数、功率谱密度、折皱密度和光滑度这4个特征参数来表征织物折皱；孙晶晶等[13]用改进的小波变换对织物折皱图像进行了分解，并研究了特征参数总能量、折皱方向和对比度与折皱等级的关系；刘成霞[14]利用图像处理技术对自制模拟装置产生的折皱提取了折皱密度、灰度共生矩阵以及小波特征参数，利用神经网络对折皱等级进行了分类识别。

2.1.3 图像处理法的优缺点

(1)优点：图像处理法能从二维角度利用灰度信息、灰度和位置的联合信息、空间三维信息提取特征指标反映织物折皱等级。此外还可从一些小细节反映织物纹理特征，如利用灰度共生矩阵可以提取特征指标熵、对比度、能量、相关性反映织物折皱等级，此外通过能量可以得知折皱的纹理方向。

(2)缺点：图像获取时，光照对图像的灰度影响很大，图像像素的大小对特征指标值大小也有影响。此外图像处理法只能对结构简单的纯色织物进行特征提取。花色织物即使经过图像预处理也不能很好地进行等级客观评价。

2.2 三维激光扫描法

织物的折皱形态呈三维空间分布，通过三维激光扫描，可获得织物表面的三维坐标，提取客观评价特征指标，因此可以将三维激光扫描应用到织物平整度客观评价中。

2.2.1 国外研究现状

Amirbayat等[15]用激光扫描AATCC标准模版，提取了几何特征参数来评价折皱等级；Su Jie和Xu Bugao[16]用激光三角测量法和神经网络评价织物折皱等级；Mousazadegan F[17]提出了利用激光三角扫描技术，结合去卷积余值法对接缝起皱等级进行评价，提取几何特征指标如波纹数、波纹面积、波幅和波长等。

2.2.2 国内研究现状

吕东风等[18]用激光技术获取了织物的轮廓信息，并经滤波处理，获得了服装接缝处的折皱信息；陈慧敏等[19]用三维激光扫描仪采集了织物表面的坐标点，利用这些数据重建了织物表面，以Z方向上的数据提取了反映织物折皱等级的特征指标，并用曲率值表达特征点处局部曲面的屈曲类型和弯曲程度；李艳梅等[20]用双目CCD摄像机获取了服装接缝处的三维坐标点，并以高度方向的数据提取了反映折皱情况的特征指标。

2.2.3 三维激光扫描法的优缺点

(1)优点：扫描过程慢，设备昂贵曾是制约三维激光扫描成为织物平整度通用检测手段的关键问题[21]。三维扫描仪价格下降、精度提高、扫描速度快，点云数据处理研究的深入，为三维激光扫描技术在织物平整度客观评价应用上提供更多可能。三维激光扫描仪对环境要求低，使用起来便捷高效，几乎不受织物的颜色和花型的影响，适用范围广。主要是通过三角测距法获得各点的三维坐标重建织物表面。

(2)缺点：目前特征提取主要集中在数理统计高度方向及Z方向上的值，及少量地分析计算重建曲面的曲率。但是仅用高度方向上的值不能准确判断织物折皱等级，例如两种织物程度差不多但折皱形态不一样，一种是波纹状的细密且浅的折皱形态，一种是波浪状的宽且略深的折皱形态，用Z方向值的粗糙度和方差不能准确地客观评价。

3 发展趋势

织物的抗皱性能与服装的外观质量有着密切的关系。随着经济的发展，生活水平的提高，人们对外观质量要求会有所提高，对织物的抗皱性有更高的要求，这就要求我们有更科学的织物抗皱测试和更准确全面地客观评价，具体要求如下：(1)织物抗皱测试方法更加贴近实际生活，从模拟局部起皱如肘部、膝部起皱到全身整体起皱测试。(2)图像处理法和三维激光扫描法分别从二维和三维客观评价折皱等级，二者各有优劣，应当将二者建立联系，实现三维和二维的互相转换，共同客观评价折皱等级，织物折皱形态各异，只用一种方法很难客观评价折皱等级。(3)建立客观评价为主，主观评价为辅的织物折皱等级评价。完全用客观评价方法判定织物折皱等级会与日常生活中人的主观感受有所差异，因此要将二者联系起来。

4 结束语

目前织物折皱测试方法的研究有很多，但并不能真实反映服装在实际穿着过程中的折皱情况，而模拟实际着装的织物折皱测试领域目前几乎为空白。织物折皱等级的客观评价虽然有图像处理法和三维激光扫描法，但织物折皱形态各异，只用其中一种方法不能很好地客观评价其折皱等级，可以利用三维激光扫描这种高效准确的信息获取方式大量扫描织物折皱，建立数据库，结合图像处理技术和三维激光扫描技术进行折皱等级客观评价，并结合主观评价，建立科学准确的折皱等级评价，早日建成织物折皱测试的通用设备及折皱等级评价通用检测手段。

[1] 张才前.织物抗皱性能检测方法[P].中国专利：CN101477107，2009—07—08.

[2] 刘成霞，吴钰.一种织物折皱回复性测试装置及方法[P].中国专利：CN102305848，2012—01—04.

[3] 刘成霞，吴限.一种新的织物起皱装置及抗皱性测试方法[P].中国专利：CN102768269，2012—11—07.

[4] 汪正超.织物动态起皱装置的建立及动态折皱测试方法的研究[D].武汉：武汉纺织大学,2014.

[5] Kang TJ, Dae HL, Sung MK. New Objective Evaluation of Fabric Smoothness Appearance[J].Textile Research Journal，2001，71(5)：446—453.

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[8] Yu W，Yao M，Xu B. 3-D Surface Reconstruction and Evaluation of Wrinkled Fabrics by Stereo Vision[J].Textile Research Journal，2009，79(1)：36—46.

[9] Javier Silvestre-Blanes，Joaquin Berenguer-Sebastia，R Perez-Llorens，et al. Garment Smoothness Appearance Evaluation Through Computer Vision[J].Textile Research Journal，2012，82(3)：299—309.

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[11] 陈健敏，吴兆平，严濒景.用计算机图像处理技术评定织物折皱等级初探[J].上海纺织科技，1998，26(5)：57—59.

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[18] 吕东风，范金土.三维服装表面接缝等级的客观评价[J].中国纺织大学学报，1999，25(4)：83—87.

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[21] 徐建明.织物平整度等级客观评估系统的研究[D].上海：东华大学，2006.

Research on Fabric Wrinkle Test and Evaluation Method

GanMin

(Zhejiang Sci-Tech University, Hangzhou 310018, China)

This paper pointed out deficiencies of traditional wrinkle recovery angle method and subjective evaluation of wrinkle grade, summarized researches status at home and abroad and the advantages and disadvantages of wrinkle grade objective evaluations-image processing and 3-D laser scanning. These provided references for fabric wrinkle test and grade assessment.

fabric wrinkle test; objective evaluation; image processing; 3-D laser scanning

2016-10-12

甘 敏(1988—)，女，河南信阳人，硕士研究生。

TS941.2

A

1009-3028(2016)06-0025-04