CN100337109C - 纱线外观质量数字图像分析的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纱线外观质量数字图像分析的方法，该方法采用摄像机获取纱线外观帧图像，以数字形式输入图像数据分析系统，进行图像模式识别，得到纱线条干直径、毛羽根数、毛羽长度的测量值，进行图像模式识别并计算出各项物理指标，从而得到纱线外观质量的动态和/或静态分析结果。本发明的优点在于：采用面阵摄像机获取纱线外观真实图像，分析结果的精度高。所测的各项物理指标用图像、表格、曲线和直方图等多种形式显示和/或打印，并给出实物仿真图及模拟黑板显示。本方法既可对纱线外观质量进行高精确度的动态分析，也可对对纱线外观质量进行高精确度的静态分析，满足了广大用户的使用要求。
Description
技术领域
本发明涉及计算机应用领域，特别涉及一种纱线外观质量数字图像分析的方法。
背景技术
目前，在国内外纱线外观质量检测方法中，有常用的“电容式纱线条干均匀度仪”。它基于电容介质变化原理，利用两个金属板构成一个空气电容器，当纱线通过这个电容器时，由于纱线的粗细、材料不同，引起感应电流变化，这个变化反应了纱线条干的不匀率。其测量的结果往往与实际的外观质量不一致，无法得到纱线质量的一个重要物理指标“毛羽值”，这就增加了纺纱生产过程质量控制的难度。
近年出现了一种采用图像投影方式的纱线外观质量检测装置。但是，这种装置是采用线阵CCD获得纱线外观轮廓投影的方法，并不能得到纱线外观实际图像。这影响到纱线结构(例如捻度)和织物纺真分析的结果，无法令人满意。同时，这种装置不能对纱线进行静态图像分析。对于克服上述缺陷，现有技术还不能满足要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通过获取纱线外观的真实图像，并根据图像数据对纱线外观质量进行高精确度的动态和/或静态分析的方法。
为达到上述目的，本发明提供一种纱线外观质量数字图像分析的方法，该方法通过由光源，计算机主机和与其相连的摄像机、显示器、打印机以及纱线传动和光源控制单元构成的数字图像分析系统，进行纱线外观质量数字图像分析，该方法包括如下步骤：
1)启动纱线传动及光源控制单元调整和控制纱线传动状态和摄像机光源；
2)启动摄像机获取纱线外观的多组帧图像；
3)将纱线外观全部帧图像以数字形式输入图像数据分析系统的图像模式识别程序，该程序输出下述测量值：纱线条干直径、毛羽根数、毛羽长度；
4)根据纱线条干直径、毛羽根数、毛羽长度的测量值，计算纱线外观的各项物理指标，包括：纱线条干直径的平均值、相对标称值的偏移率；纱线条干的不匀率、标准差、变异系数；纱线毛羽值、标准差、变异系数；各级纱疵数；波谱系数，并形成纱线条干和毛羽特征统计的直方图；
5)将所测的纱线外观各项物理指标输入图像数据分析的织物仿真操作程序，进行各类纺织物的实物仿真并输出实物仿真图；
6)将纱线外观的图像数据进行模拟黑板显示；
7)用图像、表格、曲线将所测的各项物理指标，包括：纱线条干直径的平均值、相对标称值的偏移率；纱线条干的不匀率、标准差、变异系数；纱线毛羽值、标准差、变异系数；各级纱疵数；波谱系数，以及用直方图将纱线条干和毛羽特征统计结果显示和/或打印输出。
本发明纱线外观质量数字图像分析的方法，其中，图像数据分析系统的图像模式识别程序执行如下步骤：
1)输入由摄像机获取的纱线外观帧图像数据；
2)计算自适应的阈值；
3)检测纱线的条干直径；
4)检测纱线的毛羽根数、毛羽长度；
5)输出纱线条干直径、毛羽根数、毛羽长度的测量值。
本发明纱线外观质量数字图像分析方法，其中，图像数据分析的织物仿真程序执行如下步骤：
1)输入织物类型，即确定纺织物中纱线的编制结构和密度；
2)输入条干直径，即确定由计算程序得到的条干直径测量值；
3)生成纹理，即根据织物类型和条干直径测量值，生成显示实际织物的效果仿真图。
本发明的优点在于：本发明的方法是以面阵式摄像机为工具，采用摄像方式获取纱线外观的真实图像，对反映纱线外观质量的图像数据进行高精确度的动态和/或静态分析，其分析结果精度高。所测的各项物理指标用图像、表格、曲线和直方图等多种形式显示和/或打印，并可给出实物仿真图及模拟黑板显示，满足了广大用户的使用要求。
下面结合实施例参照附图进行详细说明，以求对本发明的目的、特征和优点得到更深入的理解。
附图说明
图1是纱线外观质量数字图像分析系统的原理框图；
图2是图像数据分析系统的图像模式识别程序的流程图；
图3是图像数据分析系统的织物仿真程序的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明。
本发明的方法采用摄像机获取纱线外观图像，并用计算机系统对图像数据进行外观质量分析。参照图1，系统包括光源，计算机主机和与其相连的摄像机、显示器、打印机，以及纱线传动和光源控制单元。其中，计算机主机设置有图像卡和图像数据分析软件，其核心程序是计算程序和织物仿真程序。
在本发明的实施例中，摄像机采用面阵式摄像机。系统既可对运动中的纱线进行检测，也可对一段静止纱线进行检测。摄像机在直流光源下摄入纱线外观图像，这组图像以数字形式传入图像数据分析系统，图像数据分析系统由计算机主机、图像卡和图像数据分析软件组成。纱线外观的各项物理指标分析结果可以输出到显示器和打印机上，纱线传动及光源控制单元接收图像数据分析系统的指令，以控制纱线传动状态和光源。其中，图像数据分析软件执行如下步骤：
1)启动纱线传动及光源控制单元调整和控制纱线传动状态和摄像机光源；
2)启动摄像机获取纱线外观的多组帧图像；
3)将纱线外观全部帧图像以数字形式输入图像数据分析系统的图像模式识别程序，该程序输出下述测量值：纱线条干直径、毛羽根数、毛羽长度；
4)根据纱线条干直径、毛羽根数、毛羽长度的测量值，计算纱线外观的各项物理指标，包括：纱线条干直径的平均值、相对标称值的偏移率；纱线条干的不匀率、标准差、变异系数；纱线毛羽值、标准差、变异系数；各级纱疵数；波谱系数，并形成纱线条干和毛羽特征统计的直方图；
5)将所测的纱线外观各项物理指标输入图像数据分析系统的织物仿真操作程序，进行各类纺织物的实物仿真并输出实物仿真图；
6)将纱线外观的图像数据进行模拟黑板显示；
7)用图像、表格、曲线将所测的各项物理指标，包括：纱线条干直径的平均值、相对标称值的偏移率；纱线条干的不匀率、标准差、变异系数；纱线毛羽值、标准差、变异系数；各级纱疵数；波谱系数，以及用直方图将纱线条干和毛羽特征统计结果显示和/或打印输出。
其中，图像数据分析系统的图像模式识别程序执行如下步骤：
1)输入由摄像机获取的纱线外观帧图像数据；
2)计算自适应的阈值；
3)检测纱线的条干直径；
4)检测纱线的毛羽根数、毛羽长度；
5)输出纱线条干直径、毛羽根数、毛羽长度的测量值。
图像数据分析系统的织物仿真程序执行如下步骤：
1)输入织物类型，即确定纺织物中纱线的编制结构和密度；
2)输入条干直径，即确定由计算程序得到的条干直径测量值；
3)生成纹理，即根据织物类型和条干直径测量值，生成显示实际织物的效果仿真图。
参照图2，输入的图像数据是由摄像机得到的，阈值是自适应的，根据阈值检测纱线条干的边界和纱线的毛羽，输出是纱线条干的直径和毛羽根数、毛羽长度的统计结果。从而实现对每一帧图像的测量。
参照图3，“输入织物类型”包括内容是纺织物中纱线的编制结构和密度，编制结构例如为机织平纹、机织斜纹、机织缎纹、平针等。在机织物中，密度指单位面积中经线和纬线的根数；在针制物中，密度指单位面积中纱线的长度。“输入条干直径”是指由数字图像经过计算程序得到的条干直径测量值。“生成纹理”指根据织物类型和条干直径测量值生成显示实际织物的信真效果图。
Claims (4)
1.一种纱线外观质量数字图像分析的方法，该方法通过由光源，计算机主机和与其相连的摄像机、显示器、打印机以及纱线传动和光源控制单元构成的数字图像分析系统，进行纱线外观质量数字图像分析，其特征在于：该方法包括如下步骤：
1)启动纱线传动及光源控制单元，调整和控制纱线传动状态和摄像机光源；
2)启动摄像机获取纱线外观的多组帧图像；
3)将纱线外观全部帧图像以数字形式输入图像数据分析系统的图像模式识别程序，该程序输出下述测量值：纱线条干直径、毛羽根数、毛羽长度；
4)根据纱线条干直径、毛羽根数、毛羽长度的测量值，计算纱线外观的各项物理指标，包括：纱线条干直径的平均值、相对标称值的偏移率；纱线条干的不匀率、标准差、变异系数；纱线毛羽值、标准差、变异系数；各级纱疵数；波谱系数，并形成纱线条干和毛羽特征统计的直方图；
5)将所测的纱线外观各项物理指标输入图像数据分析系统的织物仿真程序，进行各类纺织物的实物仿真并输出实物仿真图；
6)将纱线外观的图像数据进行模拟黑板显示；
7)用图像、表格、曲线将所测的各项物理指标，包括：纱线条干直径的平均值、相对标称值的偏移率；纱线条干的不匀率、标准差、变异系数；纱线毛羽值、标准差、变异系数；各级纱疵数；波谱系数，以及用直方图将纱线条干和毛羽特征统计结果显示和/或打印输出。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：其中所述图像数据分析系统的图像模式识别程序执行如下步骤：
1)输入由摄像机获取的纱线外观帧图像数据；
2)计算自适应的阈值；
3)检测纱线的条干直径；
4)检测纱线的毛羽根数、毛羽长度；
5)输出纱线条干直径、毛羽根数、毛羽长度的测量值。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：其中所述图像数据分析系统的织物仿真程序执行如下步骤：
1)输入织物类型，即确定纺织物中纱线的编制结构和密度；
2)输入条干直径，即确定由计算程序获取的条干直径测量值；
3)生成纹理，即根据织物类型和条干直径的测量值，生成显示实际织物的效果仿真图。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：其中所述调整和控制纱线传动状态包括指令纱线处于静止。
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