CN1165745C - 一种测量纺织纤维长度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种通过计算机图像处理完成的测量纺织纤维长度的方法，用图像采集设备将平板上的纤维图像传送至计算机，由图像处理软件对图像处理后经计算机积分换算输出结果。这种测量纺织纤维长度的方法包括：(1)、样品的预处理：将纤维样品置于与纤维颜色构成反差背景的平板上；(2)、通过图像输入设备将平板上的纤维图像传送至计算机；(3)、计算机对图像保存，处理，积分分析；(4)、图像处理软件根据标定的尺度，将积分结果换算成测量结果；(5)、结果的打印输出。本发明与国外阿尔米特仪测量方法相比，大大降低了仪器的成本，减少了人工测量带来的误差，提高了测量速度。

Description

一种测量纺织纤维长度的方法

技术领域

本发明涉及到一种测量纺织纤维长度的方法，适用于羊毛、羊绒、驼绒、牛绒及棉花等多种纺织纤维，属于光学测量方法技术领域。

背景技术

纺织工业中所使用的主要有棉花、羊毛、羊绒等多种纺织纤维，纤维长度是决定纤维质量的最重要的指标之一，它不仅决定纤维的价格而且直接影响其可纺性，因此纤维长度检测是纺织原料检测的重要项目之一。

目前，世界上所采用的检测方法主要有以下几类：1、人工检测：借助检测人员的手和眼，在熟练掌握操作规程的基础上，检测纤维的长度。缺点为人工误差大，测量速度慢，受人为因素影响大。2、机械检测：全部借助或部分借助机械，完成被测试纤维的预处理，然后用直尺进行测量。目前主要有羊毛的梳片法和维拉仪测量法，缺点为最后的测量结果仍然存在人为误差。3、光电检测：目前主要有瑞士的阿尔米特长度仪测量法，主要是由步进电机通过高度精密轴杆控制测量拖板，带着一端平齐的纤维样品通过电感器，产生相应的测量信号由D/A变换器随着控制逻辑器发射的脉冲频率进行转换同时步进电机根据脉冲步进，这些相当于沿着样品的纤维等距离的测量点提供给计算机，根据1200个微处理的测量值确定纤维的特征值，其结果可以显示在显示器上，也可以由终端打印机输出。缺点是价格太高，一般企业和机构难以接受，而且结果存在一定误差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过计算机图像处理完成的测量纺织纤维长度的方法，用图像采集设备将平板上的纤维图像传送至计算机，由图像处理软件对图像处理后输出结果。

本发明的技术方案是这样实现的：这种测量纺织纤维长度的方法，其特征在于：

(1)、样品的预处理：将纤维样品置于与纤维颜色构成反差背景的平板上；

(2)、通过图像输入设备将平板上的纤维图像传送至计算机；

(3)、计算机对图像保存，处理，积分分析；

(4)、图像处理软件根据标定的尺度，将积分结果换算成测量结果；

(5)、结果的打印输出。

所述的测量纺织纤维长度的方法步骤(1)中所述的样品预处理的方法是将纤维整理成一边对齐的一小束，均匀排布在黑色平板上，其中一边是整齐的。

所述的测量纺织纤维长度的方法(2)中所述的图像输入设备包括：数码相机、扫描仪、摄像头及其它计算机图像采集设备。

所述的测量纺织纤维长度的方法步骤(3)中所述的图像处理包括噪声消除，对纤维图像轮廓涂色，逐行统计涂色部分的长度，积分分析。

所述的测量纺织纤维长度的方法所述的步骤(4)中测量换算参数包括：平均长度、中间长度、标准差、变异系数、短纤维率。

本发明的技术进步效果表现在：与国外阿尔米特仪测量方法相比，由于使用摄像或扫描的方式采集图像，计算机处理图像，大大降低了仪器的成本，减少了人工测量带来的误差，提高了测量速度。

附图说明

图1是本发明纤维扫描得到的图像

图2是计算机处理去噪声后得到的图像

图3是纤维图像涂白色处理后得到的图像

图中白色部分是纤维，黑色部分是背景

具体实施方式

下面结合实施例，说明本发明的具体实施方式：

(1)、样品的预处理：适用于羊毛、羊绒、驼绒、牛绒及棉花等多种纺织纤维。取0.02克的纤维，用手整理成一边对齐的一小束，均匀排布在粘有黑色平绒布的硬板上，其中一边是整齐的，板子的大小20×30CM。

(2)、图像的扫描：将排好的板放在扫描仪上，扫描获得图像，排布结果如图1所示。

(3)、计算机进行图像处理

由于扫描仪的背景不一定全黑，所以会留下一些背景噪声—非纤维的白点或亮点，如图1所示，计算机程序对图片首先进行去噪声处理，得到图2；

对图2纤维图像的准确轮廓纤维部分涂白色，得到图3；

对图3的图像逐行扫描：标定白色部分的长度，统计出纤维的长度分布状况。

上述步骤可选择通用的图像处理软件例如：photoshop、Draw、Auto CAD、3D max等完成，亦可编辑专用软件完成。

(4)、计算机积分分析：根据标定的纤维长度，将积分结果换算成测量结果，例如用Microsoft Excel等数据处理软件对纤维的长度进行统计。

上述几项参数可根据公式计算：

标准差计算公式：

$S=\sqrt{\frac{\mathrm{\Σ}{(x-\stackrel{\‾}{x})}^2}{n-1}}$

式中：S—标准差

      X—所测量的每根纤维长度

      X—所测量纤维的平均长度

      n—总的扫描根数

变异系数计算公式：

$C\·V=\frac{S}{\stackrel{\‾}{x}}\×100\%$

式中：C.V—变异系数

      S—标准差

      X—平均长度

短纤维率计算公式

$P(\%)=\frac{n_d\×L_d}{n\×L}\×100\%$

式中：P(％)—短纤维率

      nd—短纤维根数

      Ld—短纤维长度

      n—总扫描根数

      L—平均长度

(5)、结果的打印输出：结果输出参数包括：平均长度、中间长度、标准差、变异系数、短纤维率，输出设备可使用打印机。

本发明的测量方法特点是取代人工测量，依靠计算机图像处理和计算得到相关纤维长度的各种参数，可利用现有技术中的通用软件完成也可编辑专用软件完成。

采用本发明的方法可以测量的纤维长度为2～300mm，被测纤维直径：10微米以上；截面为圆形的纤维；含所有柔性纤维及非柔性纤维。本发明检测成本仅有国外仪器的1/20，为企业节约大量资金，并为国家节省许多外汇，填补我国人工智能检测纤维长度的空白。

Claims (4)

1、一种测量纺织纤维长度的方法，其特征在于：

(1)、样品的预处理：将纤维样品置于与纤维颜色构成反差背景的平板上；

(2)、通过图像输入设备：数码相机或扫描仪或摄像头将平板上的纤维图像传送至计算机；

(3)、计算机对图像保存，处理，积分分析；

(4)、图像处理软件根据标定的尺度，将积分结果换算成测量结果；

(5)、结果的打印输出。

2、根据权利要求1所述的测量纺织纤维长度的方法，其特征在于：步骤(1)中所述的样品预处理的方法是将纤维整理成一边对齐的一小束，均匀排布在黑色平板上，其中一边是整齐的。

3、根据权利要求1所述的测量纺织纤维长度的方法，其特征在于步骤(3)中所述的图像处理包括噪声消除，对纤维图像轮廓涂色，逐行统计涂色部分的长度，积分分析。

4、根据权利要求1所述的测量纺织纤维长度的方法，其特征在于所述的步骤(4)中测量换算的参数包括：平均长度、中间长度、标准差、变异系数、短纤维率。

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