CN103364397B - 一种织物纬密测量方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种织物纬密测量方法，包括：对织物进行图像扫描采集，获得织物图像原始数据；对所述织物图像原始数据运用傅里叶变换数学运算法进行运算，获得一维FFT图像；将所述织物图像原始数据经过带通滤波器进行滤波整形处理，获得滤波整形图像；将所述一维FFT图像和所述滤波整形图像进行处理，获得二维FFT图像，所述二维FFT图像显示目标频域；在所述二维FFT图像的目标频域寻找信号幅值最大频点，并将所述信号幅值最大频点换算为纬密值。相应地，本发明还公开了一种实现上述测量方法的织物纬密测量装置。采用本发明，能对各种繁杂的织物图像进行数据采集和分析，精算地测算出织物的纬密，误差小，自动化控制程度高。

Description

一种织物纬密测量方法及装置

技术领域

本发明涉及纺织印染技术领域，尤其涉及一种织物纬密测量方法及装置。

背景技术

纺织印染行业对加工织物密度的控制有一定的要求。特别是在织物的定型加工过程中，还专门提供了超喂机构进行调整。

当前一般的做法是，采用纬密镜和称重法。纬密镜是一种测量各种丝,棉,毛等织物的经纬密度的简易量具。测量时只要使用的密度镜和织物的经(纬)线平行,即可反映出清晰的菱形,菱形尖角上下端所指示的刻度即为每厘米线数。称重法是将织物裁剪一块（面积一定），放在天秤上称量。这两种方法都需要人的参与，无法做到在线自动测量。

在定型加工过程中，为了实现自动调节织物纬密，还可采用利用光电测量法的织物纬密测量传感器。此方法主要采用线阵列或面阵列感光元件，测量织物的反光量或透光量，并沿水平方向累积测量值。在定型过程中，这个累积值会随织物的反光量或透光量变化而变化，随后经过滤波、整形、计数就可获得纬密值。该技术相对较为简洁方便、操作性强。但是当布纹与光量积累方向（阵列元件上一列或一行元件的方向）不一致时，这种方法误差较大。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种织物纬密测量方法及装置，能对各种繁杂的织物图像进行数据采集和分析，精算地测算出织物的纬密，误差小，自动化控制程度高，操作简单方便，应用范围广。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种织物纬密测量方法，包括：

对织物进行图像扫描采集，获得织物图像原始数据；

对所述织物图像原始数据运用傅里叶变换（Fast Fourier Transform，FFT）数学运算法进行运算，获得一维FFT图像，所述一维FFT图像显示所述织物表面图案的各个频点；

将所述织物图像原始数据经过带通滤波器进行滤波整形处理，获得滤波整形图像，所述滤波整形图像显示带通滤波器的通带区；

将所述一维FFT图像和所述滤波整形图像进行处理，获得二维FFT图像，所述二维FFT图像显示目标频域；

在所述二维FFT图像的目标频域寻找信号幅值最大频点，并将所述信号幅值最大频点换算为纬密值。

作为上述方案的改进，所述对织物图像原始数据运用傅里叶变换数学运算法进行运算，获得一维FFT图像的步骤，包括；

对织物图像设定一扫描线，当所述织物图像旋转时，累积所述扫描线上的像素值；

获取所述扫描线上累积的像素值最大时的扫描角度；

将所述织物的图像按所述扫描角度逆时针90度旋转，并重新进行图像扫描处理；

针对所述重新旋转处理的图像，在每个垂直像素上，按水平方向累积像素值，获得一维数组；

将所述一维数组运用傅里叶变换数学运算法进行运算，获得一维FFT图像。

作为上述方案的改进，所述对所述织物图像设定一扫描线，当所述织物图像旋转时，累积所述扫描线上的像素值的步骤中，包括：

对所述织物图像设定一扫描线和一预设角度，按所述预设角度和所述扫描线的方向，对所述原始织物图像进行一次旋转处理，所述织物图像旋转处理的范围为0~90度；

将所述旋转处理的图像，沿所述扫描线方向进行所述像素值累积。

所述预设角度为0.5~2度。

作为上述方案的改进，所述对织物进行图像扫描采集，获得织物图像原始数据的步骤包括：

在光照条件下，采用摄相机在运行的织物上拍照，采集所述织物最大运行速度为2.0m/s时织物的图像，获得所述织物图像原始数据；

所述摄相机的拍照频率大于或等于24幅/秒；

所述光照条件包括采用红外光源。

作为上述方案的改进，所述带通滤波器的中心点设定为从所述一维FFT图像所获得的最大频谱分量。

相应地，本发明还公开了一种实现所述织物纬密测量方法的织物纬密测量装置，包括：

用于对织物进行图像扫描采集，获得织物图像原始数据的采集获取单元；

与所述采集获取单元相连，用于对所述织物图像原始数据运用傅里叶变换数学运算法进行运算，获得一维FFT图像的一维FFT图像获取单元；

与所述采集获取单元相连，用于将所述织物图像原始数据经过带通滤波器进行滤波整形处理，获得滤波整形图像的滤波整形图像获取单元；

与所述一维FFT图像获取单元和所述滤波整形图像获取单元分别相连，用于将所述一维FFT图像和所述滤波整形图像进行处理，获得二维FFT图像的二维FFT图像获取单元；

与所述二维FFT图像获取单元相连，用于在所述二维FFT图像的目标频域寻找信号幅值最大频点，并将所述信号幅值最大频点换算为纬密值的纬密值换算单元。

作为上述方案的改进，所述一维FFT图像获取单元包括：

用于对织物图像设定一扫描线，当所述织物图像旋转时，累积所述扫描线上的像素值的像素值累积单元；

用于获取所述扫描线上累积的像素值最大时的扫描角度的扫描角度获取单元；

将所述织物的图像按所述扫描角度逆时针90度旋转，并重新进行图像扫描处理的重新旋转处理单元；

用于针对所述重新旋转处理的图像，在每个垂直像素上，按水平方向累积像素值，获得一维数组的一维数组获取单元；

用于将所述一维数组运用傅里叶变换数学运算法进行运算，获得一维FFT图像的一维FFT图像运算单元。

作为上述方案的改进，所述像素值累积单元包括：

用于对所述织物图像设定一扫描线的扫描线设定单元；

用于设定所述织物图像每次旋转的预设角度的预设角度设定单元；

用于设定所述织物图像旋转处理的范围的旋转范围设定单元；

用于按所述预设角度和所述扫描线的方向，对所述原始织物图像进行一次旋转处理的旋转处理单元；

用于将所述旋转处理的图像，沿所述扫描线方向进行所述像素值累积并存储的像素值累积存储单元。

作为上述方案的改进，所述采集获取单元包括：

用于控制采用摄相机在运行的织物上拍照，采集所述织物最大运行速度为2.0m/s时织物的图像的拍照采集控制单元；

用于控制摄相机的拍照频率大于或等于24幅/秒的拍照频率控制单元；

用于获得所述织物图像原始数据的原始数据获取单元；

用于控制光照条件的光照控制单元。

作为上述方案的改进，所述织物纬密测量装置还包括：

用于将所述带通滤波器的中心点设定为从所述一维FFT图像所获得的最大频谱分量的带通滤波器设定单元。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明的原理是根据运用了智能矩阵技术的摄相机在运行织物上拍照，扫描采集织物图像，然后运用傅里叶变换数学运算法（FFT）计算出织物的纬密值，即在照片的基础上计算出纬线的数量并用每一单位长度（英寸或公分）有多少根来表达。

本发明通过对织物进行图像扫描采集，将所获得织物图像原始数据进行傅里叶变换数学运算法（FFT）运算，获得一维FFT图像。同时，将织物图像原始数据经过带通滤波器进行滤波整形处理，获得滤波整形图像。将一维FFT图像显示所述织物表面图案的各个频点与滤波整形图像显示带通滤波器的通带区结合，得到二维FFT图像中显示的目标频域，在所述目标频域中寻找信号幅值最大频点，并将其换算为纬密值。本发明织物纬密测量方法及装置能对各种繁杂的织物图像进行数据采集和分析，精算地测算出织物的纬密，避免结构受到测量时环境的影响，例如光量、光线、人为操作不当等等，大大减少测量误差，且自动化控制程度高，操作简单方便，应用范围广。

附图说明

图1是本发明织物纬密测量方法的流程图；

图2是本发明织物纬密测量方法的又一流程图；

图3是本发明织物纬密测量装置的示意图；

图4是本发明织物纬密测量装置的一维FFT图像获取单元的示意图；

图5是本发明织物纬密测量装置的像素值累积单元的示意图；

图6是本发明织物纬密测量装置的采集获取单元的示意图；

图7是本发明织物纬密测量装置的又一示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

如图1所示，本发明公开了一种织物纬密测量方法，包括：

S101，对织物进行图像扫描采集，获得织物图像原始数据。

S102，对所述织物图像原始数据运用傅里叶变换（Fast Fourier Transform，FFT）数学运算法进行运算，获得一维FFT图像，所述一维FFT图像显示所述织物表面图案的各个频点。

S103，将所述织物图像原始数据经过带通滤波器进行滤波整形处理，获得滤波整形图像，所述滤波整形图像显示带通滤波器的通带区。

需要说明的是，步骤S102与步骤S103可以同时实施。

S104，将所述一维FFT图像和所述滤波整形图像进行处理，获得二维FFT图像，所述二维FFT图像显示目标频域。

所述将所述一维FFT图像和所述滤波整形图像进行处理的过程，包括：将一维FFT图像显示所述织物表面图案的各个频点与滤波整形图像显示带通滤波器的通带区结合，得到二维FFT图像中显示的目标频域。

S105，在所述二维FFT图像的目标频域寻找信号幅值最大频点，并将所述信号幅值最大频点换算为纬密值。

本发明织物纬密测量方法能对各种繁杂的织物图像进行数据采集和分析，精算地测算出织物的纬密，避免结构受到测量时环境的影响，例如光量、光线、人为操作不当等等，大大减少测量误差，且自动化控制程度高，操作简单方便，应用范围广。

如图2所示，本发明公开了又一种织物纬密测量方法，包括：

S201，对织物进行图像扫描采集，获得织物图像原始数据。

需要说明的是，步骤S 201具体包括：在光照条件下，采用摄相机在运行的织物上拍照，采集所述织物最大运行速度为2.0m/s时织物的图像，获得所述织物图像原始数据。

所述摄相机的拍照频率大于或等于24幅/秒。

优选地，所述摄相机的拍照频率大于或等于30幅/秒。

所述光照条件包括采用红外光源。

需要说明的是，采用红外光源为上述光照条件的优选方式，而并非唯一方式。采用红外光源，可实现全天24小时防干扰图像采集。

S202，对织物图像设定一扫描线，当所述织物图像旋转时，累积所述扫描线上的像素值。

步骤S202具体包括：

1、对织物图像设定一扫描线和一预设角度，按所述预设角度和所述扫描线的方向，对所述原始织物图像进行一次旋转处理，所述织物图像旋转处理的范围为0~90度；。

需要说明的是，所述预设角度为0.5~2度。

优选地，所述预设角度为1度。

2、将所述旋转处理的图像，沿所述扫描线方向进行所述像素值累积。

S203，获取所述扫描线上累积的像素值最大时的扫描角度。

S204，将所述织物的图像按所述扫描角度逆时针90度旋转，并重新进行图像扫描处理。

所述重新进行图像扫描处理的方法与步骤S202相同。

S205，针对所述重新旋转处理的图像，在每个垂直像素上，按水平方向累积像素值，获得一维数组。

S206，将所述一维数组运用傅里叶变换数学运算法进行运算，获得一维FFT图像，所述一维FFT图像显示所述织物表面图案的各个频点。

S207，将所述织物图像原始数据经过带通滤波器进行滤波整形处理，获得滤波整形图像，所述滤波整形图像显示带通滤波器的通带区。

所述带通滤波器的中心点设定为从所述一维FFT图像所获得的最大频谱分量。

需要说明的是，所述步骤S202至S206可与步骤S207同步进行。

S208，将所述一维FFT图像和所述滤波整形图像进行处理，获得二维FFT图像，所述二维FFT图像显示目标频域。

所述将所述一维FFT图像和所述滤波整形图像进行处理的过程，包括：将一维FFT图像显示所述织物表面图案的各个频点与滤波整形图像显示带通滤波器的通带区结合，得到二维FFT图像中显示的目标频域。

S209，在所述二维FFT图像的目标频域寻找信号幅值最大频点，并将所述信号幅值最大频点换算为纬密值。

结合图3至图6，本发明还公开了一种实现所述织物纬密测量方法的织物纬密测量装置1，包括：

用于对织物进行图像扫描采集，获得织物图像原始数据的采集获取单元2；

与所述采集获取单元2相连，用于对所述织物图像原始数据运用傅里叶变换数学运算法进行运算，获得一维FFT图像的一维FFT图像获取单元3；

与所述采集获取单元2相连，用于将所述织物图像原始数据经过带通滤波器进行滤波整形处理，获得滤波整形图像的滤波整形图像获取单元4；

与所述一维FFT图像获取单元3和所述滤波整形图像获取单元4分别相连，用于将所述一维FFT图像和所述滤波整形图像进行处理，获得二维FFT图像的二维FFT图像获取单元5；

与所述二维FFT图像获取单元5相连，用于在所述二维FFT图像的目标频域寻找信号幅值最大频点，并将所述信号幅值最大频点换算为纬密值的纬密值换算单元6。

如图4所示，所述一维FFT图像获取单元3包括：

用于对织物图像设定一扫描线，当所述织物图像旋转时，累积所述扫描线上的像素值的像素值累积单元31；

用于获取所述扫描线上累积的像素值最大时的扫描角度的扫描角度获取单元32；

将所述织物的图像按所述扫描角度逆时针90度旋转，并重新进行图像扫描处理的重新旋转处理单元33；

用于针对所述重新旋转处理的图像，在每个垂直像素上，按水平方向累积像素值，获得一维数组的一维数组获取单元34；

用于将所述一维数组运用傅里叶变换数学运算法进行运算，获得一维FFT图像的一维FFT图像运算单元35。

如图5所示，所述像素值累积单元31包括：

用于对所述织物图像设定一扫描线的扫描线设定单元311；

用于设定所述织物图像每次旋转的预设角度的预设角度设定单元312；

用于设定所述织物图像旋转处理的范围的旋转范围设定单元313；

用于按所述预设角度和所述扫描线的方向，对所述原始织物图像进行一次旋转处理的旋转处理单元314；

用于将所述旋转处理的图像，沿所述扫描线方向进行所述像素值累积并存储的像素值累积存储单元315。

如图6所示，所述采集获取单元2包括：

用于控制采用摄相机在运行的织物上拍照，采集所述织物最大运行速度为2.0m/s时织物的图像的拍照采集控制单元21；

用于控制摄相机的拍照频率大于或等于24幅/秒的拍照频率控制单元22；

用于获得所述织物图像原始数据的原始数据获取单元23；

用于控制光照条件的光照控制单元24。

优选地，拍照采集控制单元21，采集所述织物最大运行速度为2.0m/s。拍照频率控制单元22控制摄相机的拍照频率大于或等于30幅/秒。

所述采集获取单元2主要采用摄相机来实现，所述摄相机运用了智能矩阵技术，摄相机的设置情况如下：

当所述采集获取单元2采用一个摄相机时，所述摄相机可设于喂布轮的前方或后方；

当所述采集获取单元2采用两个摄相机时， 所述摄相机的位置分布情况包括：

一摄相机设于喂布轮的前方，另一摄相机设于所述喂布轮的后方；

一摄相机设于喂布轮的前方，另一摄相机设于织物纬密测量流程结束后；

一摄相机设于喂布轮的后方，另一摄相机设于织物纬密测量流程结束后。

所述采集获取单元2主要采用摄相机来实现，摄相机的安装需要符合下面的技术要点：

1、摄相机安装需距离织物的布面高度为200mm；

2、摄相机安装需垂直于织物的布面；

3、摄相机的侦测面需要完全落于织物的布面上；

4、织物的布面需要尽量保持稳定不晃动，容许范围在1mm以内，但若布面晃动严重或频繁，会直接影响量测精度。

需要说明的是，侦测位置的织物布料张力应越小越好，高张力会影响织物布料的纬密，使量测值与标准值有差异。

如图7所示，本发明还公开了又一种实现所述织物纬密测量方法的织物纬密测量装置1，包括：

用于对织物进行图像扫描采集，获得织物图像原始数据的采集获取单元2；

与所述采集获取单元2相连，用于对所述织物图像原始数据运用傅里叶变换数学运算法进行运算，获得一维FFT图像的一维FFT图像获取单元3；

与所述采集获取单元2相连，用于将所述织物图像原始数据经过带通滤波器进行滤波整形处理，获得滤波整形图像的滤波整形图像获取单元4；

与所述一维FFT图像获取单元3和所述滤波整形图像获取单元4分别相连，用于将所述一维FFT图像和所述滤波整形图像进行处理，获得二维FFT图像的二维FFT图像获取单元5；

与所述二维FFT图像获取单元5相连，用于在所述二维FFT图像的目标频域寻找信号幅值最大频点，并将所述信号幅值最大频点换算为纬密值的纬密值换算单元6；

用于将所述带通滤波器的中心点设定为从所述一维FFT图像所获得的最大频谱分量的带通滤波器设定单元7。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种织物纬密测量方法，其特征在于，包括：

对织物进行图像扫描采集，获得织物图像原始数据；

对所述织物图像原始数据运用傅里叶变换数学运算法进行运算，获得一维FFT图像，所述一维FFT图像显示所述织物表面图案的各个频点；

将所述织物图像原始数据经过带通滤波器进行滤波整形处理，获得滤波整形图像，所述滤波整形图像显示带通滤波器的通带区；

将所述一维FFT图像和所述滤波整形图像进行处理，获得二维FFT图像，所述二维FFT图像显示目标频域；

在所述二维FFT图像的目标频域寻找信号幅值最大频点，并将所述信号幅值最大频点换算为纬密值。

2.如权利要求1所述的织物纬密测量方法，其特征在于，所述对所述织物图像原始数据运用傅里叶变换数学运算法进行运算，获得一维FFT图像的步骤，包括；

对织物图像设定一扫描线，当所述织物图像旋转时，累积所述扫描线上的像素值；

获取所述扫描线上累积的像素值最大时的扫描角度；

将所述织物的图像按所述扫描角度逆时针90度旋转，并重新进行图像扫描处理；

针对逆时针90度旋转处理后的图像，在每个垂直像素上，按水平方向累积像素值，获得一维数组；

将所述一维数组运用傅里叶变换数学运算法进行运算，获得一维FFT图像。

3.如权利要求2所述的织物纬密测量方法，其特征在于，所述对织物图像设定一扫描线，当所述织物图像旋转时，累积所述扫描线上的像素值的步骤中，包括：

对所述织物图像设定一扫描线和一预设角度，按所述预设角度和所述扫描线的方向，对原始织物图像进行一次旋转处理，所述织物图像旋转处理的范围为大于0度小于等于90度；

将所述旋转处理的图像，沿所述扫描线方向进行所述像素值累积。

4.如权利要求1所述的织物纬密测量方法，其特征在于，所述对织物进行图像扫描采集，获得织物图像原始数据的步骤包括：

在光照条件下，采用摄相机在运行的织物上拍照，采集所述织物最大运行速度为2.0m/s时织物的图像，获得所述织物图像原始数据；

所述摄相机的拍照频率大于或等于24幅/秒；

所述光照条件包括采用红外光源。

5.如权利要求1所述的织物纬密测量方法，其特征在于，所述带通滤波器的中心点设定为从所述一维FFT图像所获得的最大频谱分量。

6.一种实现如权利要求1所述的方法的织物纬密测量装置，其特征在于，包括：

用于对织物进行图像扫描采集，获得织物图像原始数据的采集获取单元；

与所述采集获取单元相连，用于对所述织物图像原始数据运用傅里叶变换数学运算法进行运算，获得一维FFT图像的一维FFT图像获取单元；

与所述采集获取单元相连，用于将所述织物图像原始数据经过带通滤波器进行滤波整形处理，获得滤波整形图像的滤波整形图像获取单元；

与所述一维FFT图像获取单元和所述滤波整形图像获取单元分别相连，用于将所述一维FFT图像和所述滤波整形图像进行处理，获得二维FFT图像的二维FFT图像获取单元；

与所述二维FFT图像获取单元相连，用于在所述二维FFT图像的目标频域寻找信号幅值最大频点，并将所述信号幅值最大频点换算为纬密值的纬密值换算单元。

7.如权利要求6所述的织物纬密测量装置，其特征在于，所述一维FFT图像获取单元包括：

用于对织物图像设定一扫描线，当所述织物图像旋转时，累积所述扫描线上的像素值的像素值累积单元；

用于获取所述扫描线上累积的像素值最大时的扫描角度的扫描角度获取单元；

将所述织物的图像按所述扫描角度逆时针90度旋转，并重新进行图像扫描处理的重新旋转处理单元；

用于针对逆时针90度旋转处理后的图像，在每个垂直像素上，按水平方向累积像素值，获得一维数组的一维数组获取单元；

用于将所述一维数组运用傅里叶变换数学运算法进行运算，获得一维FFT图像的一维FFT图像运算单元。

8.如权利要求7所述的织物纬密测量装置，其特征在于，所述像素值累积单元包括：

用于对所述织物图像设定一扫描线的扫描线设定单元；

用于设定所述织物图像每次旋转的预设角度的预设角度设定单元；

用于设定所述织物图像旋转处理的范围的旋转范围设定单元；

用于按所述预设角度和所述扫描线的方向，对原始织物图像进行一次旋转处理的旋转处理单元；

用于将所述旋转处理的图像，沿所述扫描线方向进行所述像素值累积并存储的像素值累积存储单元。

9. 如权利要求6所述的织物纬密测量装置，其特征在于，所述采集获取单元包括：

用于控制采用摄相机在运行的织物上拍照，采集所述织物最大运行速度为2.0m/s时织物的图像的拍照采集控制单元；

用于控制摄相机的拍照频率大于或等于24幅/秒的拍照频率控制单元；

用于获得所述织物图像原始数据的原始数据获取单元；

用于控制光照条件的光照控制单元。

10.如权利要求6所述的织物纬密测量装置，其特征在于，所述织物纬密测量装置还包括：

用于将所述带通滤波器的中心点设定为从所述一维FFT图像所获得的最大频谱分量的带通滤波器设定单元。