CN101096818A - 织物经纬密度的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明所述织物经纬密度的检测方法，在现有织物扫描图像和傅立叶变换求得织物平均周期的基础上，通过纱线的不同部分反映在织物亮度曲线上的梯度变化，进一步根据周期来确定一区域范围，找出此区域范围内的亮度曲线的最大值或最小值(波峰位置或波谷位置)，从而依此画出经纬纱的分割线，最终检测出织物的经纬密度。这种分割线是可以看见、可以核查的，即便由于纱线的弯曲产生检测误差，也可以方便地观察分割线的分布状态，进行人工检查和纠错，得到准确结果。

Description

织物经纬密度的检测方法

技术领域

本发明涉及一种通过织物的扫描图像，依靠经纬纱线亮度曲线的平均周期所确定的经纬纱分割线来获取经纬密度的方法。

背景技术

现有织物的密度检测方法是测试人员使用放大镜直接对织物进行人工检测，主观因素对测试结果影响很大，而且效率比较低。

目前有关织物经纬密度自动检测的研究，多采用的是根据傅立叶变换和织物频谱图提取织物经纬纱线的平均周期，来测算出织物经纬平均密度。但是根据上述现有检测方法测出的织物经纬密度，是一个可能含有错误判断因数的平均值，其结果不精确，缺乏直观性和可核查性，不便于人工检查和纠正，所以不能得到实际应用。

发明内容

本发明所述织物经纬密度的检测方法，可有效地解决上述问题和不足而在现有织物扫描图像和傅立叶变换求得织物平均周期的基础上，通过纱线的不同部分反映在织物亮度曲线上的梯度变化，进一步根据周期来确定一区域范围，找出此区域范围内的亮度曲线的最大值或最小值(波峰位置或波谷位置)，从而依此画出经纬纱的分割线，最终检测出织物的经纬密度。这种分割线是可以看见、可以核查的，即便由于纱线的弯曲产生检测误差，也可以方便地观察分割线的分布状态，进行人工检查和纠错，得到准确结果。

为实现上述发明目的，基于织物通常是由两个相互垂直的纱线系统交织而成的，所述织物经纬密度的检测方法，基于织物是由两个经纬纱线系统交织而成的，织物扫描图像的亮度信号具有一定的变化规律。

对织物扫描图像亮度曲线进行傅立叶变换，获取织物平均周期的基础上，确定一区域范围并找出此区域范围内的亮度曲线的最大值或最小值，从而依此找出经纬向的分割线，最终检测出织物的经纬密度。

所述检测织物经纬密度的方法流程及其原理是：

第一步，对被检测织物进行扫描以获得图像；

通常采用较高的分辨率，取样窗口较大，被检测的方向的宽度一般在5cm以上，另外一个方向可以取的较小些，一般为1-2cm。

第二步，提取织物经纬纱线亮度曲线；

在织物图像上建立相应的坐标系，设定X轴平行于纬纱方向，Y轴平行于经纱方向；向右为X轴的正方向，向下为Y轴的正方向；原点在左上角；依据在织物图像上建立的坐标系，输入要检测经纬密度的区域的坐标，获取区域内经纱方向或者纬纱方向上的像素点的平均亮度变化曲线；

根据研究结果表明，纱线在织物内的屈曲状态可由正弦曲线近似描述，截面形态近似椭圆。因此在纱线的轴心线上垂直高度值最大，在纱线的其余空间位置上垂直高度值渐减，这就使得织物图像在纱线的轴心线、纱线其余部分以及纱线之间空隙处出现明显的亮度梯度，亮度由高到低的排列依次为：纱线的轴心线、纱线的其余部分、纱线之间的空隙处。

设任一象素点的坐标为(x，y)，其亮度值表示为f(x，y)。

则该纱线的各行象素点的亮度平均值为：

$L\left(y\right)=\frac{1}{M}\underset{x=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}f(x,y)---\left(1\right)$

各列的像素点亮度的平均值为：

$L\left(x\right)=\frac{1}{N}\underset{x=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}f(x,y)---\left(2\right)$

其中，M、N分别为x，y轴方向上的图像样本的象素点数。

由于亮度曲线的交变信号反映了经纬纱线位置的更替，因此根据公式(1)、(2)在织物图像上标注出的经纱或者纬纱的亮度曲线，可以找出经纬纱线的亮度曲线的波峰或者波谷的位置，从而确定经纬纱线的分割线。

第三步，求出经纬纱线亮度曲线的周期；

针对织物图像上的经纬纱线亮度曲线，调用Matlab中的fft()函数对亮度曲线信号进行快速傅立叶变换(FFT)处理，得出经纱或者纬纱的平均周期值T_J，T_W。

通过上述傅立叶变换所提取的亮度曲线信号周期，是上述织物经纬方向上的亮度信号的变换周期，即对应于织物图像上的经纬纱线之间的间距。

第四步，分割经纬纱线；

由经纬纱线的亮度曲线的信号周期T_J，T_W，逐一提取织物图像亮度的波峰值或者波谷值以得到每一经纬纱线的分割线的位置，以此分割出所有经纬纱线；

即在亮度曲线L_J(L_W)的O-T_J(T_W)之间，找出亮度最大值或者最小值L_J(i_j)(L_W(i_w))，即波峰或者波谷，则点i_j，i_w分别为经纬纱线的第一个波峰位置或者波谷位置，对应于经纬纱的第一根分割线；以第一个亮度波峰或者波谷位置i_j，i_w为起点，根据第三步求得的平均周期自动确定一个区域范围(在此区域范围内应确保有一根经纬纱线)找出这个区域内的亮度最大值或者最小值，即为经纬纱线的第二根分割线；

以此类推，以每根分割出来的经纬纱线的分割线为起点，根据平均周期确定一个区域范围，找出这个区域内的亮度最大值或这最小值，即经纬纱线的分割线的位置，直至找出所有的经纬纱线的分割线，并在扫描的织物图像上标注出来。

第五步，推算出织物的经纬密度。

根据第四步分割出的经纬纱线的根数，输入的检测经纬纱密度区域的长度和扫描图像的分辨率，计算出织物经纬密度。

其表达式为：P_J＝C_J*R/L_J，P_W＝C_W*R/L_w。

其中，C_J是经纱根数；

      C_W是纬纱根数；

      L_J是所检测经纱密度区域的长度；

      L_W是所检测纬纱密度区域的宽度；

      R是扫描图像的分辨率；

      P_J是经纱密度；

      P_W是纬线密度。

如上内容，所述织物经纬密度的检测方法的优点和有益效果是：

1、根据经纬纱线的亮度曲线第一个周期内的最大亮度值来确定经纬纱线的第一根分割线，以每根分割线为起点，根据第三步求得的平均周期确定一个区域范围，在此范围内，依次找出检测区域内的所有经纬纱线的分割线，从而可以精确的测算出织物经纬密度。

2、经纬纱线的分割线直接在织物图像上显示出来，具有直观性，可核查性，方便人工进行检查和纠错。

附图说明

图1是应用本发明所述织物经纬密度检测方法的系统构成图；

图2是图1中数据处理过程的示意图；

图3是被检测织物的扫描图像；

图4是采用3200dpi的分辨率扫描的经纬亮度变化曲线图；

图5是所述分割出的织物经纬纱线示意图；

图6是检测的织物经纬密度图。

具体实施方式

实施例1，如图1和图2所示，应用本发明所述织物经纬密度检测方法，被检测织物通过扫描仪并获取一织物图像文件；

如图3至图6所示，所述织物经纬密度的检测方法是，

步骤一、对被检测织物进行扫描以获得其图像；

一般采用3200dpi的分辨率扫描织物，获取其扫描反射图像。如果织物纹路清晰，可以适当的降低分辨率；取样窗口的大小为5cm*5cm；扫描时要求织物样品纹路清晰，表面干净无渍，经纬排列整齐，尽量保持经纬纱横平竖直，避免人为引入的经斜或纬斜；图像保存为BMP位图格式。

步骤二、求织物经纬密度；

在织物经纬密度检测系统中打开扫描好的待分析的织物图像，点击菜单按钮“织物分析-求织物密度”，弹出一织物经纬密度对话框。

1、求织物周期。

对于一般的织物不用求织物周期，直接在“求密度”区域输入经纱数据和纬纱数据。而对于一部分纱线颜色种类繁多的织物，要先求出织物周期，以检查所求出的周期是否正确。

求经纬纱周期的矩形区域要避开纱线颜色繁多的区域，尽量选择颜色单一，纹路清晰的区域。区域不要过大，一般宽度和高度为400-800个像素点即可；默认的为800个象素点。求经纬纱周期的区域左上角的X、Y坐标和右下角的X、Y坐标可以分别输入，也可以相同。一般相同即可。输入前把鼠标移动到要检测的矩形区域的左上角位置和右下角位置，同时在状态栏中会显示出鼠标所指区域的具体坐标数据，然后把坐标数据分别填入“经纱周期”和“纬纱周期”中的具体的编辑框中。输入坐标数据后点击右边的“求周期”按钮，“经纱周期”，“纬纱周期”将显示在对应的编辑框中。

在此实施例中不用单独的求出织物周期。

2、求密度。

(1)、在“经纱数据输入”模块中对应的编辑框中输入要检测的经纱矩形区域的左上角的X、Y坐标和右下角的X、Y坐标。要检测的经纱区域的宽度一般为扫描织物图像的宽度，即X坐标不用修改，采用默认值即可；高度一般为300-800个像素点，如果图像经纱间隙比较清晰或者经纱歪斜比较厉害，输入的矩形高度值可以取小些，计算速度较快；如果经纱间隙比较模糊或者经组织点浮长比较长，则输入的矩形高度值可以取大些，计算速度较慢。

在此实施例中输入的矩形区域的左上角的X坐标为0，Y坐标为0；右下角的X坐标为6299，Y坐标为500。

(2)、同样在“纬纱数据输入”模块中对应的编辑框中输入要检测的纬纱矩形区域的左上角的X、Y坐标和右下角的X、Y坐标。要检测的纬纱区域的高度一般为扫描织物图像的高度，即Y坐标不用修改，采用默认值即可；宽度一般为300-800个像素点，如果图像纬纱间隙比较清晰或者纬纱歪斜比较厉害，输入的矩形宽度值可以取小些，计算速度较快；如果纬纱间隙比较模糊或者纬组织点浮长比较长，则输入的矩形宽度值可以取大些，计算速度较慢。凭经验所知，一般纬纱是比较好测的，结果也很准确，所以宽度一般采用400个像素点即可。

在此实施例中输入的矩形区域的左上角的X坐标为0，Y坐标为0；右下角的X坐标为6299，Y坐标为500。

(3)、经纬数据输入完成以后，点击右边的“求密度一”或者“求密度二”按钮，对于一般的织物，纱线间隙明显比纱线要暗，则点击“求密度一”按钮；相反，在少数情况下，如果纱线间隙比纱线还要亮的话，则点击“求密度二”按钮。点击完按钮，“经纱根数”“经纱密度”“纬纱根数”“纬纱密度”将自动显示在对应的编辑框中。

此实施例中求出的经纱密度为221.77根/10cm，56.33根/英寸；纬纱密度为236.26根/10cm，60.01根/英寸。

3、人工纠正。

系统自动求出密度后，织物经纬纱的分割线也将显示在织物图像上，以便进行人工检查和纠正。

拉动织物图像上的滚动条，人工检查分割线的分布状态，结果准确测试就可以结束，如有偏差将检查后的结果输入“经纱根数”和“纬纱根数”所对应的编辑框中，然后点击人工纠正按钮，“经纱密度”、“纬纱密度”将自动显示在对应的编辑框中。此时求出的经纬纱密度即为织物的经纬纱密度。

此实施例的检测结果经过人工检测后，划分出的经纬纱线的分割线全部正确。

最后，通过此织物经纬密度的检测系统求出的经纱密度为221.77根/10cm，56.33根/英寸；纬纱密度为236.26根/10cm，60.01根/英寸。

以上是结合附图所给出的实施例，仅是实现本发明目的的优选方案。对于所属领域技术人员来说可以据此得到启示，而直接推导出符合本发明设计构思的其他替代内容，也应属于本发明所述的权利保护范围。

Claims (4)

1、一种织物经纬密度的检测方法，基于织物是由两个经纬纱线系统交织而成的，织物扫描图像的亮度信号具有一定的变化规律，其特征在于：对织物扫描图像亮度曲线进行傅立叶变换，获取织物平均周期的基础上，确定一区域范围并找出此区域范围内的亮度曲线的最大值或最小值，从而依此找出经纬向的分割线，最终检测出织物的经纬密度。

2、根据权利要求1所述的织物经纬密度的检测方法，其特征在于：所述检测方法的流程是，

第一步，对被检测织物进行扫描以获得图像；

第二步，在织物图像上建立相应的坐标系，设定X轴平行于纬纱方向，Y轴平行于经纱方向；向右为X轴的正方向，向下为Y轴的正方向；原点在左上角；依据在织物图像上建立的坐标系，输入要检测经纬密度的区域的坐标，获取区域内经纱方向或者纬纱方向上的像素点的平均亮度变化曲线；

第三步，求出经纬纱线亮度曲线的周期T_J，T_W；

第四步，由经纬纱线的亮度曲线的信号周期T_J，T_W，逐一提取织物图像亮度的波峰值或者波谷值以得到每一经纬纱线的分割线的位置，以此分割出所有经纬纱线；

第五步，根据第四步分割出的经纬纱线的根数推算出织物的经纬密度，符合以下表达式，

P_J＝C_J*R/L_J，P_W＝C_W*R/L_W；

其中，C_J是经纱根数；

C_W是纬纱根数；

L_J是所检测经纱密度区域的长度；

L_W是所检测纬纱密度区域的宽度；

R是扫描图像的分辨率；

P_J是经纱密度；

P_W是纬线密度。

3、根据权利要求2所述的织物经纬密度的检测方法，其特征在于：由经纬纱线的亮度曲线的信号周期T_J，T_W，分割所有经纬纱线是在亮度曲线L_J(L_W)的0-T_J(T_W)之间，找出最大值或者最小值L_J(i_j)(L_W(i_w))，即波峰或者波谷；则点i_j，i_w分别为经纬纱线的第一个波峰位置或者波谷位置，对应于经纬纱的第一根分割线；

以第一个亮度波峰或者波谷位置i_j，i_w为起点，根据测算出的经纬纱线亮度曲线的平均周期确定一个区域范围，在此区域范围内应确保有一根经纬纱线，找出这个区域内的亮度最大值或者最小值，即为经纬纱线的第二根分割线；

以此类推，直至找出所有的经纬纱线的分割线，并在扫描的织物图像上标注出来。

4、根据权利要求3所述的织物经纬密度的检测方法，其特征在于：以每根分割出来的分割线为起点，根据测算出的经纬纱线亮度曲线的平均周期确定一个区域范围，在此区域范围内应确保有一根经纬纱线。

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