CN103018249A - 一种用于纱线毛羽检测的图像采集及处理系统 - Google Patents

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刘基宏
高卫东
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Abstract

用于纱线毛羽检测的图像采集及处理系统属于新型纺织检测领域。纱线毛羽是评价纱线质量的重要指标，现有的光电式测量方法测量的角度过小，检测过程不可检查，不能具体的描述纱线毛羽特征。图像法检测纱线毛羽更为直观且能够观察到局部细节。本发明提出了一种用于毛羽检测的图像采集及处理系统。发明中涉及一个速度可控的纱线传动装置，包括伺服电机、导纱装置等；纱线动态放大图像采集装置，包括线阵相机、放大镜头及数据传输系统；纱线毛羽图像处理系统，包括图像读取和显示、图像数据的处理模式等。本发明提出的系统将为图像法检测纱线毛羽提供支持，为纱线毛羽新表征指标的提出奠定基础。

Description

一种用于纱线毛羽检测的图像采集及处理系统
技术领域
本发明涉及一种用于纱线毛羽检测的图像采集与处理系统，包括纱线图像的速度可控式传输、纱线放大图像的采集及纱线图像的实时处理案，属于新型纺织检测领域，具体涉及到纱线传输的伺服控制、纱线图像放大、纱线图像的实时采集与处理技术等。
背景技术
毛羽作为评定纱线质量的重要指标之一，不仅影响纱线质量，同时也对后续的织造加工产生不良影响。常用的纱线毛羽评价指标有毛羽根数分布和毛羽指数H值，毛羽指数H值是指纱线毛羽投影面积与纱线条干投影面积的比值(表示在检测纱线长度内，所有伸出毛羽的总长度与检测长度的比值)，因此毛羽根数分布是采用不同级别长度的毛羽根数对纱线毛羽进行描述。毛羽根数分布比毛羽指数更直观反应纱线毛羽情况，但描述方法却较为复杂，目前缺少更为直观简捷的毛羽评价指标。
现有的光电传感器检测毛羽的方法存在着检测结果难以重现，毛羽信息采集不够全面等缺陷。因此，毛羽检测需要在信号采集与处理方面作进一步探索。随着图像采集技术和计算机技术的不断发展，数字图像处理技术也逐步应用到纱线毛羽检测中，从而提高了毛羽检测的全面性和准确度。目前采用的纱线图像采集方法有黑板扫描方法和视频显微镜方法，其中黑板扫描方法，黑板对毛羽产生压迫造成毛羽状态失真，毛羽检测误差较大；而视频显微镜方法，采集纱线自然状态下的图像，获得纱线实物图像，毛羽检测准确度较高，但却存在难以对焦，采集速度慢，不能在较短时候内完成纱线毛羽图像的采集。
为了解决纱线毛羽图像检测中的纱线放大图像的采集及实时处理问题，本发明提出了一套用于纱线毛羽检测的图像采集与处理系统。发明中涉及一个速度可控的纱线传动装置，包括伺服电机、导纱装置等；纱线动态放大图像采集装置，包括线阵相机、放大镜头及数据传输系统；纱线毛羽图像处理系统，包括图像读取和显示、图像数据的处理模式等。发明涉及的纱线图像采集与处理系统的示例如图1所示。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于纱线毛羽检测的图像采集与处理系统，用于实现纱线的速度可控式传输、纱线放大图像的采集与实时处理。本发明采用的技术方案如下：
(1)纱线的速度可控式传输：通过伺服电机(步进电机)实现纱线速度可控式传统，传输装置中包括导纱架、导纱轮、导纱钩、皮辊等装置，电机装在皮辊的一侧，用于纱线的传输，图1中提供了一种纱线传输系统示范；
(2)纱线动态放大图像的采集：包括利用放大镜头实现纱线的放大，采用线阵相机实现纱线动态图像的采集；
(3)专用的纱线图像处理软件：能够读入图像采集卡采集到的纱线放大图像，进行实时显示，同时提供图像数据，以完成纱线毛羽检测。
附图说明
图1纱线图像采集与处理系统示范图
图2纱线毛羽图像
具体实施方式
本发明涉及的纱线图像采集与处理系统主要由三部分组成：第一部分为包含伺服电机的自动导纱系统；第二部分为图像采集装置即线阵相机与放大镜头的组合；第三部分为图像的处理与分析软件。实验中伺服电机的运动速度与现在相机的采集频率相匹配，实现纱线图像的高清采集。纱线图像采集装置可确保纱线在恒定张力下，稳定的通过放大镜头下方实现纱线图像的动态采集与获取，提高了纱线图像的采集效率。
以图1中的实例图为例，介绍纱线图像采集系统的组成部分和图像采集与处理流程，参照图1，当纱线从管纱上经过导纱架退绕后，在导纱钩和导纱轮形成的纱路上进行运动，最后经由输出皮辊输出。输出皮辊由一对相互挤压的罗拉构成，以确保纱线图像采集过程中纱线不发生打滑现象。实验中使用伺服电机装置来驱动输出罗拉，通过调节伺服控制器，从而实现纱线运动速度连续可调。伺服电机装置驱动纱线由导纱架从管纱上退绕后，经过线阵相机下方时，线阵相机采集纱线的图像，再经数据连接线传输到电脑中的图像采集卡中。最后由计算机中的图像处理软件实现采集卡中的纱线图像读取，并利用图像处理纱线实现纱线毛羽的检测。
图2所示的是按本发明提供的模式采集到的纱线图像，本例中使用的是DALSA PC30线阵相机，放大镜头实现的放大倍率为6倍。从图中可以看出，采集到的纱线图像中纱线毛羽清晰，能够用于纱线毛羽的自动检测，为图像法检测纱线毛羽提供支持，也为纱线毛羽新表征指标的提出奠定基础。

Claims (6)

1.一种用于纱线毛羽检测的图像采集及处理系统，其特征在于：系统包括一套完整的速度可控纱线传输装置，纱线放大图像采集装置以及纱线图像处理系统。
2.根据权利要求1的速度可控的纱线传输装置，其特征在于：利用伺服电机或步进电机实现纱线的速度可控式传输，可按照系统要求对纱线传输速度进行调节。
3.根据权利要求1的速度可控的纱线传输装置，其特征在于：包括一系列导纱钩、导纱轮和张力辊，实现纱线在一定张力下的匀速传输。
4.根据权利要求1的纱线放大图像采集装置，其特征在于：利用放大镜头实现纱线的放大，配合线阵相机实现纱线图像的动态采集，要求在采集到的动态图像中纱线毛羽清晰可辨。
5.根据权利要求1的纱线图像传输，其特征在于：通过数据通讯接口将数码相机与主机相连，将纱线动态放大图像输入到主机，要求数据通讯接口、数据线、采集卡的通讯速度满足图像的高速输送要求，可采用CamLink、IEEE1394、USB3.0等高速通讯接口。
6.根据权利要求1的纱线图像处理系统，其特征在于：在图像处理软件中，通过数据接口完成纱线动态放大图像的读取和显示，提供数据接口用于纱线图像的实时处理。
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