EP3887591A1 - Textile identification apparatus and method for identifying a textile type - Google Patents

Textile identification apparatus and method for identifying a textile type

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Publication number
EP3887591A1
EP3887591A1 EP19808794.2A EP19808794A EP3887591A1 EP 3887591 A1 EP3887591 A1 EP 3887591A1 EP 19808794 A EP19808794 A EP 19808794A EP 3887591 A1 EP3887591 A1 EP 3887591A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
textile
spectrum
measurement
type
spectra
Prior art date
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Pending
Application number
EP19808794.2A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Monika Hohmann
Christina KRICK CALDERON
Philipp Neumaier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP3887591A1 publication Critical patent/EP3887591A1/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/3563Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing solids; Preparation of samples therefor
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/89Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
    • G01N21/8914Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles characterised by the material examined
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/36Textiles
    • G01N33/367Fabric or woven textiles
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06FLAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F2103/00Parameters monitored or detected for the control of domestic laundry washing machines, washer-dryers or laundry dryers
    • D06F2103/02Characteristics of laundry or load
    • D06F2103/06Type or material
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06FLAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F34/00Details of control systems for washing machines, washer-dryers or laundry dryers
    • D06F34/14Arrangements for detecting or measuring specific parameters
    • D06F34/18Condition of the laundry, e.g. nature or weight

Definitions

  • the invention relates to a textile detection device, comprising an infrared (IR) scanner and a data processing device, the data processing device being set up to recognize a textile type of the measuring textile on the basis of an IR measurement spectrum recorded by a measuring textile by means of the IR scanner .
  • the invention also relates to a method for recognizing a type of textile, in which at least one IR measurement spectrum of a measurement textile is recorded.
  • the invention is particularly advantageously applicable to the detection of a textile and any stains present thereon, particularly in a household.
  • DE 37 060 56 A1 discloses a method for generating and recognizing optical spectra and switching and sensor systems, in particular for sewing and textile automation.
  • EP 1 242 665 B1 discloses a washing machine, tumble dryer, spin dryer or machine for chemical cleaning or for dyeing textiles in a drum with a device for recognizing properties of a textile, the device providing at least one transmitting and at least one receiving element for transmitting or receiving electromagnetic radiation and an evaluation circuit connected to the reception element, the radiation transmitted and / or transmitted by the transmission element and reflected by the textile being received by the reception element and evaluable in the evaluation circuit.
  • a textile recognition device having an IR scanner and a data processing device, the data processing device being set up to recognize a textile type of the measuring textile on the basis of an IR measuring spectrum recorded by a measuring textile by means of the IR scanner. wherein the data processing device is set up to classify the recorded IR measurement spectrum or an IR measurement spectrum calculated therefrom on the basis of comparisons with IR reference spectra which correspond to different reference textile types and as the textile type of the measurement textile that reference textile type whose IR reference spectrum shows a best match with the IR measurement spectrum.
  • the IR scanner can irradiate a textile or a textile with IR light and record or measure reflected IR light.
  • This textile the type of textile to be determined, is referred to below as "measurement textile".
  • the measuring textile can be a piece of laundry, for example a piece of clothing.
  • the type of textile can correspond to a composition of the textile from one or more pure types of fibers, as indicated, for example, on laundry labels.
  • the IR scanner works not only monofrequency, but in a predetermined wavelength band, so that it records wavelength-resolved IR reflection measurement spectra.
  • the wavelength band can in particular be an NIR (near infrared) band and / or a MIR (middle infrared) band.
  • the recorded (“original”) IR measurement spectrum is further processed to an “Dar calculated” IR measurement spectrum.
  • the IR measurement spectrum calculated from this remains a spectrum.
  • the IR reference spectra can also be referred to as IR comparison spectra.
  • the fact that the IR measurement spectrum is classified includes, in particular, that it is compared as a spectrum with the IR reference spectra and that the type of textile is adopted from the most suitable or most matching IR reference spectrum. This is e.g. in contrast to evaluating only characteristic quantities such as peak values (peak heights) or positions of certain peaks etc. from the IR measurement spectrum.
  • the IR measurement spectrum does not need to be derived, Fourier transformed, etc. in the mathematical sense.
  • the IR reference spectra can be determined experimentally and / or calculated.
  • the experimental determination is advantageously carried out by means of an IR scanner of the same type, by means of which the IR measurement spectrum is also recorded.
  • the experimental determination can be made in the factory. Additionally or alternatively, the experimental determination can be carried out by an end user, for example using a calibration sample set which has several fabric samples with reference or reference textiles of a known type of textile.
  • the fabric samples can include several different processing types for a textile type, for example single-layer and double-layer samples.
  • the samples can only comprise pure fiber types, with IR data spectra for fiber mixtures then being calculated from the IR reference spectra of the pure fiber types using the data processing device.
  • the best match examination is a multi-stage examination or classification.
  • the classification can comprise a first classification ("rough classification") which is carried out first, followed by at least one further classification (“fine classification").
  • the multi-level classification enables a hierarchy of classification groups and a classification based on decision trees or decision paths to be implemented. For example, a rough classification can be carried out on the basis of a determination of a best match with an IR reference spectrum from a group of IR reference spectra, each of the IR reference spectra representing a group of several types of fibers whose IR spectra are similar.
  • an IR reference spectrum can first serve as a representative for the groups “cotton and linen", “wool and silk", or "polyacrylic, polyamide and polyethylene". If it is determined by comparing the (original or derived) IR measurement spectrum that the textile type of the measurement textile belongs to one of these groups, the IR measurement spectrum can be compared with the IR reference spectra of the individual fiber types in this group in a subsequent fine classification.
  • An even coarser classification can, for example, be carried out beforehand by means of a classification as a pure fiber type or fiber mixture.
  • Pure fiber types can, for example, natural fibers of vegetable and / or animal origin such as cotton, linen, hemp fiber, silk, wool etc. and / or chemical fibers such as polymer fibers (e.g. polyamides, polyethylenes, polyacrylonitriles, polyurethanes (possibly with a variant elastomer component, elastane), polypropylene) etc. and / or regenerated fibers such as viscose, modal, lyocell or cupro, but are not limited to this. Fiber mixtures can in particular be mixtures of two or more of these pure types of fibers with respective mixture proportions.
  • polymer fibers e.g. polyamides, polyethylenes, polyacrylonitriles, polyurethanes (possibly with a variant elastomer component, elastane), polypropylene
  • Fiber mixtures can in particular be mixtures of two or more of these pure types of fibers with respective mixture proportions.
  • the IR reference spectra include spectra of pure fibers and / or spectra of fiber mixtures. This enables particularly diverse textiles to be recognized. At least the following IR reference spectra are preferably provided:
  • the data processing device is set up to classify the IR measurement spectrum on the basis of comparisons with IR reference spectra, which correspond to different mixture fractions of the identified fiber mixture, when the fiber type has been recognized as the textile type, and the Recognize mixture proportions on the basis of the IR reference spectrum, which shows the best agreement with the IR measurement spectrum.
  • This embodiment can also correspond to a multi-stage classification in that the fiber mixture is first determined and then the mixture proportions of the pure fibers or fiber types on which the underlying fibers are based are determined with knowledge of the fiber mixture.
  • the IR reference spectra that are used to determine the mixture proportions correspond to the spectra of the corresponding fiber mixtures to determine the mixture proportions.
  • a non-linear separation method is preferably used.
  • the use of PLS density, bagging trees and / or random forrest comes into consideration.
  • the pure textiles and blend classes are preferably modeled separately.
  • Each point in the point cloud in the PLS subspace can correspond to a potential, which is then fitted into a distribution statistic.
  • a class affiliation can be defined by the skilful choice of termination criteria.
  • non-correlated decision trees can be trained to enable a separation of the classes (pure textiles and a class of all mixtures). Bagging trees allow the different model results to be merged and weighted and may provide an improved overall forecast result.
  • the use of the PLS density method can increase the robustness of the model, particularly in relation to the variation of the sample spectra, the variation in device handling by the customer, the sensor-sensor variance (production-related hardware variance) and further negative environmental influences. This can be done, for example, through the implicit modeling in the training data set and / or the statistical consideration of the influences in modeled pure textile or blend classes.
  • the PLS Density, Bagging Trees and / or Ran dom Forrest methods can provide a probability value that a measured spectrum belongs to one of the classes in the table above with spectra of pure fibers and spectra of fiber mixtures.
  • a non-linear separation method e.g. PLS Density, Bagging Trees or Random Forrest, can provide a probability W for each of these classes that the IR measurement spectrum corresponds to this class.
  • each measured spectrum per class can get a probability.
  • the values can vary, for example, between 0 ... 1, where 0 indicates a completely improbable class membership and 1 a completely reliable class membership. If e.g. the class CO gets the value 1 and all other classes get the value 0, it means that the model is very sure that the measured spectrum is cotton.
  • all classes may have values between 0 and 1.
  • the data processing device can be set up to evaluate a large number of probabilities W on the basis of threshold values S, preferably 0 ⁇ S0 ⁇ S1 ⁇ S2 ⁇ 1.
  • the following non-linear separation method is used:
  • this class is recognized as the textile type of the measurement textile. For example, if the recognized class is a pure textile, ie pure fiber, the user can be shown 100% cotton. If the recognized class is a fiber mixture, for example a PLS regression with the IR measurement spectrum can be carried out in a subsequent step. The percentages of the respective fiber are preferably used as a proportion determined and issued to the customer. For example, 50% cotton and 50% polyester can be issued to the user.
  • IR reference spectra which are used to determine the mixture proportions, have been calculated or simulated from IR reference spectra of pure fibers or fiber types.
  • an IR reference spectrum Ir mix of a fiber mixture consisting of i (i> 1) pure fiber types according to
  • Lr, mat_i is the IR reference spectrum of the i-th pure fiber type and Ai is the percentage of the i-th pure fiber type in the fiber shung.
  • the selection criterion can be, for example, the minimum Mahalanobis distance to the data center in the feature space of the first two main components after specific main component analysis of the respective textile type.
  • a test can be carried out before the classification is used to determine whether the measured spectrum is suitable for use with the classification. This allows incorrect measurements to be recognized, e.g. by identifying spectral artefacts, for example by an outlier detection. If it is recognized that a measured spectrum is unsuitable for use with the classification, a message can be issued to repeat the measurement. Unsuitable samples can also be identified by comparing a measured IR spectrum with model samples (plausibility / significance test). A message can then be given to a user that the IR measurement spectrum is not suitable for use in the classification or the hierarchical model.
  • the data processing device is set up so that when the type of textile has been recognized as a pure fiber or fiber type, the IR measurement spectrum additionally follows, based on comparisons with IR reference spectra, the mixtures of the recognized pure fiber with low Share proportions of fibers of a different type, classify and recognize a mixture share based on the IR reference spectrum, which shows the best agreement with the IR measurement spectrum.
  • This has the advantage that the type of textile of textiles with a strongly dominant fiber content and only small admixtures of other types of fiber can be determined quickly and reliably.
  • a rough classification can first of all be carried out with respect to a specific fiber group (for example “cotton and linen” etc., as described above) and then in the following io
  • Fine classification the suitable pure fiber type can be determined. If the textile has the recognized "pure” fiber type as a strongly dominant fiber component, the fine classification also leads to a result if there are small additions (e.g. of ⁇ 1%) of other fiber types. In order to reliably recognize these other types of fiber as well, following the detection of the dominant "pure” type of fiber, a new classification can be carried out to determine whether and if so in what small amount other types of fiber are present ("very fine classification").
  • the IR spectra used for the classification are absorbance spectra.
  • An IR measurement absorbance spectrum represents an IR measurement spectrum calculated from an IR measurement reflection spectrum. This has the advantage that the amount of the shares of different pure fiber types in a fiber mixture can be determined particularly precisely from the size of the tips of the absorbance spectrum .
  • the proportions of different pure fiber types in a fiber mixture can be linearly reduced to the strength of the associated absorbance spectrum. If, for example, an IR absorbance spectrum for a fiber mixture is to be calculated from the IR absorbance spectra of pure fiber types, the mixture proportions can be set linearly via the relative strength of the IR absorbance spectra of the pure fiber types. This is not easily possible when using IR reflection or reflectance spectra.
  • other methods can also be used, e.g. a Kubelka-Munk transformation.
  • the absorbance spectra are smoothed absorbance spectra. This increases the reliability of the spectrum comparison.
  • the smoothing can be done for example using a Savitzky-Golay filter.
  • the absorbance spectra are SNV-corrected absorbance spectra. This further increases the reliability of the spectral comparison.
  • the previously smoothed absorbance spectra can be subjected to an SNV (standard normal variant) correction.
  • the absorbance spectra are calculated from measured and subsequently standardized reflectance spectra. This has the advantage that the reliability of determining the type of textile increases even further.
  • the standardization of a directly measured, original IR reflectance measurement spectrum lr, raw, which has reflection values as measured values can be done, for example, using the formula
  • Ir, norm (lr, raw - Ir, dark) / (rest - Ir, dark) or the formula
  • Ir, norm lr, raw / (rest - Ir, dark) can be converted into a standardized IR reflectance measurement spectrum Ir, norm, where rest is the reflectance spectrum of a given standard material such as Spectralon and Ir, dark is the reflectance dark spectrum.
  • the mathematical connections can be carried out for each spectral channel or spectral point of the spectra.
  • the reflectance dark spectrum Ir, dark can be automatically picked up by the IR scanner and advantageously enables a noise component inherent in the IR scanner to be suppressed.
  • the use of the reflectance spectrum INST of the standard material advantageously enables a "normalization" of the IR measurement spectrum to percentage values.
  • the detection of the type of stain can be carried out analogously to the detection of the type of textile, e.g. using IR reference spectra for different stain types.
  • the type of textile and then the type of stain can be determined from at least one original IR measurement spectrum.
  • the IR scanner can be aimed at a spotless area of the textile, and then the IR scanner can be pointed at the spot to determine the type of spot. This means that the type of textile and type of stain can be determined particularly reliably.
  • the IR scanner can only be aimed at the stain, and the type of textile and the type of stain are determined from the same IR measurement spectrum. The number of measurements can advantageously be reduced in this way.
  • Ir, norm (lr, raw - Ir, dark) / (lr, tex - Ir, dark) or the formula
  • Ir, norm lr, raw / (lr, tex - Ir, dark) are converted into a standardized reflectance spectrum Ir, norm of the spot, where lr, text is the reflectance spectrum of the measurement textile without a spot.
  • Ir, tex can e.g. Ir, raw for the textile case described above.
  • the textile recognition device additionally has a visual sensor that is sensitive in the visual spectral range and the data processing device is set up to use an IR classification of the type of stain as described above and by means of the visual textile in the area by means of the visual sensor of the visual spectra values recorded (eg color signals) to recognize a type of stain of the stain on the measurement textile by comparison with visual reference spectral values.
  • the visual spectral values belong in particular to different colors, so that the visual spectral values can form a color spectrum (for example an RGB color spectrum) in order to be able to determine a color of the textile at the location of the spot.
  • thermochemical recognition of the type of textile as described above by means of the IR classification together with a visual optical evaluation of the stain, a particularly precise determination of the type or material composition of the stain can be achieved. Is e.g. the amount of stain material is very small, the resulting uncertainty in the determination of the stain type by means of IR classification can be improved by an additional color analysis. For example, a stain that comes from a carrot can be distinguished from other-colored stain types by recognizing its orange-colored hue, and thus the stain type can be recognized more reliably.
  • the visual sensor can be integrated in the IR scanner (combined IR-vis scanner) and in particular operated simultaneously with it.
  • the visual sensor can e.g. one or more photo diodes (e.g. RGB sensitive photo diodes), a CCD sensor, etc.
  • the IR scanner is a hand-held scanner. This gives the advantage that the determination of the type of textile is particularly simple and can be carried out regardless of location, even by an end user.
  • the data processing device is integrated in the IR scanner. This achieves the advantage that the textile recognition device can be operated autonomously, in particular even without an Internet connection or the like.
  • the data processing device is integrated in an external entity connected to the IR scanner for data processing purposes.
  • This has the advantage that the computing power for carrying out the textile recognition is made available by the external entity and the IR scanner can be kept simple and inexpensive.
  • the external instance can be, for example, a network server, for example a manufacturer or representative of the textile recognition device, or a computer network such as the so-called "cloud”.
  • the textile recognition device is set up to issue at least one laundry care instruction based on the recognized textile type, for example at least one wash instruction (e.g. comprising a maximum washing temperature, recommended detergent etc.), at least one cleaning instruction (e.g. comprehensively recommended or not recommended) Methods of chemical cleaning etc.), at least one drying instruction (e.g. comprising suitability for a drying process, a maximum drying temperature etc.), at least one stain removal instruction (e.g. comprising a stain remover suitable for removing a recognized stain on the recognized textile type etc.).
  • at least one wash instruction e.g. comprising a maximum washing temperature, recommended detergent etc.
  • at least one cleaning instruction e.g. comprehensively recommended or not recommended
  • Methods of chemical cleaning etc. e.g. comprehensively recommended or not recommended
  • at least one drying instruction e.g. comprising suitability for a drying process, a maximum drying temperature etc.
  • at least one stain removal instruction e.g. comprising a stain remover suitable for
  • the object is also achieved by a method for recognizing a type of textile, in which at least one IR measurement spectrum of a measurement textile is recorded; the recorded IR measurement spectrum or an IR measurement spectrum calculated from it is classified by comparing it with IR reference spectra which correspond to different reference textile types; and as the type of textile of the measuring textile that reference type of textile whose IR reference spectrum shows a best match with the IR measuring spectrum is adopted.
  • the method can be designed analogously to the textile recognition device and gives the same advantages.
  • the method can also be further developed into a method for detecting stains, etc.
  • the object is further achieved by a computer program product which, when it runs on a data processing device, carries out the above method.
  • the computer program product can be designed analogously to the method and to the textile detection device and has the same advantages
  • FIG. 1 shows a possible sequence for recognizing a type of textile on the basis of the textile detection device according to a first exemplary embodiment
  • FIG. 2 shows a possible classification structure used in step S6 of FIG. 1.
  • the textile detection device 1 has an IR scanner 2 and a data processing device 3.
  • the data processing device 3 can be integrated in the IR scanner 2 or be an external entity, e.g. a network computer.
  • the IR scanner 2 is network-compatible.
  • the IR scanner 2 can e.g. have a wireless communication module (not shown) such as a Bluetooth module or a WLAN module.
  • a step S1 an original IR reflectance measurement spectrum of a measurement textile (e.g. a piece of laundry of an end user, not shown) is recorded by means of the IR scanner 2 and transmitted to the data processing device 3.
  • a measurement textile e.g. a piece of laundry of an end user, not shown
  • the original IR reflectance measurement spectrum is converted into a standardized IR reflectance measurement spectrum, e.g. using an IR spectrum of a standard material and / or a dark spectrum.
  • a step S3 the standardized IR reflectance measurement spectrum is converted into an IR absorbance measurement spectrum, e.g. by logarithmization.
  • a step S5 the smoothed IR absorbance measurement spectrum is SNV corrected.
  • the SNV-corrected smoothed IR absorbance measurement spectrum is subjected to a classification by comparison with reference spectra, as a result of which the type of textile, in the case of mixed textiles, including the proportions of pure fiber types, is determined.
  • the textile type of the measuring textile is the reference textile type whose IR Reference spectrum shows a best match with the IR measurement spectrum, adopted as a textile type or recognized.
  • a step S7 the recognized type of textile is displayed (e.g. on the textile recognition device 1 and / or a device that can be connected to it in terms of data technology, such as a smartphone, etc.) and laundry care instructions are output if necessary.
  • FIG. 2 shows a possible classification structure used in step S6 of FIG. 1 with different comparison or decision blocks B1 to B8.
  • a first decision block B1 by comparing the SNV-corrected smoothed IR absorbance measurement spectrum with corresponding IR absorbance reference spectra, it is examined whether the IR measurement spectrum belongs to a textile ("TEX") or not ("NONTEX”) .
  • a correlation method determines whether the IR measurement spectrum belongs to a textile or not, whereby a best match of the IR measurement spectrum with one of the IR reference spectra is evaluated as a match with this reference spectrum.
  • the lack of belonging to a textile can be determined by the fact that the deviation from all IR reference spectra belonging to a textile exceeds a predetermined threshold value, that is to say there is not a sufficiently good agreement with any of these IR reference spectra.
  • a decision block B2 examines whether this belongs to the IR measurement spectrum by comparing the SNV-corrected smoothed IR absorbance measurement spectrum with (further) IR absorbance reference spectra Textile consists of a single type of pure fiber ("P") or consists of a mixture of fibers ("MIX").
  • Decision blocks B1 and B2 can also be regarded as belonging to a rough classification.
  • decision block B2 If it is determined in decision block B2 that a pure textile is present, the process branches to decision block B3, in which the IR measurement spectrum is compared with IR reference spectra which either correspond to a pure fiber type or a group from correspond to several pure fiber types.
  • the pure fiber types and groups of several pure fiber types are symbolized here as rounded boxes.
  • the groups of several pure fiber types used in decision block B3 can e.g. include:
  • the IR reference spectrum of a group can e.g. be used when the IR reference spectra of the individual pure fiber types in this group are similar.
  • the IR reference spectrum of the group can then also be regarded as a coarsened or generalized IR reference spectrum for this group, which on this hierarchy level sufficiently approximates all IR reference spectra of the individual pure fiber types in this group.
  • decision block B3 If it is determined in decision block B3 that the IR measurement spectrum belongs to a single type of fiber (e.g. polyester), a branch is made to decision block B5. If it is determined in decision block B3 that the IR measurement spectrum belongs to a group of pure fiber types, a branch is made to decision block B4.
  • a single type of fiber e.g. polyester
  • decision block B5 If it is determined in decision block B3 that the IR measurement spectrum belongs to a group of pure fiber types, a branch is made to decision block B4.
  • decision block B4 the IR measurement spectrum is compared with the individual IR reference spectra of the pure fiber types in the group and the association of the textile with one of these fiber types is determined.
  • the pure fiber types are symbolized as rounded boxes.
  • Decision blocks B3 and B4 can be viewed as "fine classification".
  • decision block B5 a comparison of the IR measurement spectrum with correspondingly fine IR reference spectra is used to qualitatively investigate whether the pure fiber type (e.g. wool) previously identified in decision blocks B3 or B4 is not a slight addition of at least one other fiber type (e.g. Polyamide and / or polyacrylonitrile) (ie there is a mixture of fibers), and which this is at least one other type of fiber. If not, the pure fiber type classified as textile type is displayed to a user. The qualitative blends of dominant (almost pure) fiber types are symbolized here as rounded boxes.
  • decision block B6 a comparison of the IR measurement spectrum with correspondingly fine IR reference spectra is used to classify how high the proportions are (eg 98% Wool + 2% polyamide). The result of the classification is shown to a user below.
  • the quantitative mixtures of dominant (almost pure) fiber types are symbolized here as rounded boxes, e.g. Comprehensive IR reference spectra for fiber blends 99.5% wool + 0.5% polyamide, 99% wool + 1% polyamide, 98% wool + 2% polyamide, etc.
  • decision block B2 If it is determined in decision block B2 that there is a fiber mixture, a branch is made to decision block B7, in which the IR measurement spectrum is compared with IR reference spectra, the mixtures of different types of fibers.
  • decision block B7 The blends of different types of fibers are symbolized here as rounded boxes.
  • Possible fiber mixtures can e.g. comprise a mixture of two or more of the pure fiber types above for decision blocks B3 and B4.
  • the IR measurement spectrum is subsequently compared in decision block B8 with IR reference spectra which correspond to different mixture proportions of the previously determined fiber mixture.
  • the result of the classification is then displayed to a user quantitatively and qualitatively.
  • the different blending proportions for basically all possible fiber blends are symbolized here as rounded boxes.
  • the classification based on decision blocks B7 and B8 is basically similar to the classification based on decision blocks B5 and B6, whereby IR reference spectra of other fiber mixtures and / or fiber components can also be used, e.g. 50% wool + 50% polyamide, 60% wool + 40% polyamide, 70% wool +30% polyamide, etc .
  • the above method can be present as a computer program product in the data processing device 3, e.g. as "embedded” software.
  • step S6 or S7 can also be followed by a sequence for detecting a type of stain.
  • This process can be carried out analogously to steps S1 to S7 or S2 to S7, the IR reference spectra then representing spectra of different stain types or stain materials.
  • the original IR reflectance measurement spectrum which also includes spectral components of the stain material
  • an IR reflectance spectrum of the spot-free textile can be used as the IR standard spectrum.
  • the IR classification can also be followed by visual / optical stain detection, for which the textile detection device can also have an optical sensor 4, which is indicated in FIG. 1.
  • a can be understood to mean a single number or a plurality, in particular in the sense of “at least one” or “one or more” etc., as long as this is not explicitly excluded, e.g. by the expression “exactly one” etc.
  • a number can also include the specified number as well as a customary tolerance range, as long as this is not explicitly excluded. Reference symbol list

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Abstract

A textile identification apparatus (1) comprises an IR scanner (2) and a data processing device (3) for identifying a textile type of a textile for measurement on the basis of an IR measurement spectrum recorded from the textile for measurement by means of the IR scanner (2), wherein the data processing device (3) is configured to classify the recorded IR measurement spectrum, or an IR measurement spectrum calculated therefrom, on the basis of comparisons with IR reference spectra that correspond to different reference textile types and to adopt as the textile type that reference textile type whose IR reference spectrum exhibits the best correspondence with the IR measurement spectrum. A method (S1-S7) serves to identify a textile type, wherein at least one IR measurement spectrum of a textile for measurement is recorded (S1); the recorded IR measurement spectrum, or an IR measurement spectrum calculated therefrom, is classified by comparison with IR reference spectra that correspond to different reference textile types (S6); and that reference textile type whose IR reference spectrum exhibits the best correspondence with the IR measurement spectrum is adopted as the textile type of the textile for measurement (S6). The invention is particularly advantageously applicable to the identification of a textile and possibly stains present thereon, especially in a domestic setting.

Description

Textilerkennungsvorrichtung und Verfahren zum Erkennen einer Textile recognition device and method for recognizing a
Textilart Type of textile
Die Erfindung betrifft eine Textilerkennungsvorrichtung, aufweisend einen Infrarot (IR)- Scanner und eine Datenverarbeitungseinrichtung, wobei die Datenverarbeitungseinrich tung dazu eingerichtet ist, anhand eines mittels des IR-Scanners von einem Mess-Textil aufgenommenen IR-Messspektrums eine Textilart des Mess-Textils zu erkennen. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Erkennen einer Textilart, bei dem mindestens ein IR-Messspektrum eines Mess-Textils aufgenommen wird Die Erfindung ist insbeson dere vorteilhaft anwendbar auf ein Erkennen eines Textils und ggf. von darauf vorhande nen Flecken, insbesondere in einem Haushalt. The invention relates to a textile detection device, comprising an infrared (IR) scanner and a data processing device, the data processing device being set up to recognize a textile type of the measuring textile on the basis of an IR measurement spectrum recorded by a measuring textile by means of the IR scanner . The invention also relates to a method for recognizing a type of textile, in which at least one IR measurement spectrum of a measurement textile is recorded. The invention is particularly advantageously applicable to the detection of a textile and any stains present thereon, particularly in a household.
DE 37 060 56 A1 offenbart ein Verfahren zur Erzeugung und Erkennung von optischen Spektren und Schalt- und Sensorsystem insbesondere für Näh- und Textilautomation. DE 37 060 56 A1 discloses a method for generating and recognizing optical spectra and switching and sensor systems, in particular for sewing and textile automation.
EP 1 242 665 B1 offenbart eine Waschmaschine, Wäschetrockner, Wäscheschleuder oder Maschine zur chemischen Reinigung oder zum Färben von Textilien in einer Trom mel mit einer Einrichtung zur Erkennung von Eigenschaften einer Textilie, wobei die Ein richtung mindestens ein Sende- und mindestens ein Empfangselement zum Senden bzw. Empfangen elektromagnetischer Strahlung sowie eine mit dem Empfangselement ver bundene Auswerteschaltung umfasst, wobei die von dem Sendeelement gesendete und von der Textilie reflektierte und/oder transmittierte Strahlung von dem Empfangselement empfangbar und in der Auswerteschaltung auswertbar ist. EP 1 242 665 B1 discloses a washing machine, tumble dryer, spin dryer or machine for chemical cleaning or for dyeing textiles in a drum with a device for recognizing properties of a textile, the device providing at least one transmitting and at least one receiving element for transmitting or receiving electromagnetic radiation and an evaluation circuit connected to the reception element, the radiation transmitted and / or transmitted by the transmission element and reflected by the textile being received by the reception element and evaluable in the evaluation circuit.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere mit konstruktiv einfachen Mitteln eine besonders schnelle und zuverlässige Identifizierung von Textilien bereitzustellen. It is the object of the present invention to at least partially overcome the disadvantages of the prior art and, in particular, to provide a particularly quick and reliable identification of textiles with structurally simple means.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteil hafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung und der Zeichnungen. Die Aufgabe wird gelöst durch eine Textilerkennungsvorrichtung, aufweisend einen IR- Scanner und eine Datenverarbeitungseinrichtung, wobei die Datenverarbeitungseinrich tung dazu eingerichtet ist, anhand eines mittels des IR-Scanners von einem Mess-Textil aufgenommenen IR-Messspektrums eine Textilart des Mess-Textils zu erkennen, wobei die Datenverarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet ist, das aufgenommene IR- Messspektrum oder ein daraus berechnetes IR-Messspektrum anhand von Vergleichen mit IR-Referenzspektren, die unterschiedlichen Referenz-Textilarten entsprechen, zu klassifizieren und als die Textilart des Mess-Textils diejenige Referenz-Textilart, deren IR- Referenzspektrum eine beste Übereinstimmung mit dem IR-Messspektrum zeigt, zu übernehmen. This object is achieved in accordance with the features of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims, the description and the drawings. The object is achieved by a textile recognition device having an IR scanner and a data processing device, the data processing device being set up to recognize a textile type of the measuring textile on the basis of an IR measuring spectrum recorded by a measuring textile by means of the IR scanner. wherein the data processing device is set up to classify the recorded IR measurement spectrum or an IR measurement spectrum calculated therefrom on the basis of comparisons with IR reference spectra which correspond to different reference textile types and as the textile type of the measurement textile that reference textile type whose IR reference spectrum shows a best match with the IR measurement spectrum.
Die Nutzung einer Klassifizierung ergibt den Vorteil, dass mit konstruktiv einfachen Mitteln eine besonders schnelle und zuverlässige Identifizierung von Textilien erreicht werden kann, die auch von einem Endnutzer einfach einsetzbar ist. The use of a classification gives the advantage that a particularly quick and reliable identification of textiles can be achieved with structurally simple means, which can also be easily used by an end user.
Insbesondere ist die Textilerkennungsvorrichtung ein in einem Haushalt nutzbare Haus- halts-Textilerkennungsvorrichtung. In particular, the textile recognition device is a household textile recognition device that can be used in a household.
Der IR-Scanner kann ein Textil bzw. eine Textilie mit IR-Licht bestrahlen und davon reflek tiertes IR-Licht aufnehmen oder messen. Dieses Textil, dessen Textilart bestimmt werden soll, wird im Folgenden als "Mess-Textil" bezeichnet. Das Mess-Textil kann ein Wäsche stück, z.B. ein Kleidungsstück, sein. Die Textilart kann einer Zusammensetzung des Tex- tils aus einer oder mehreren reinen Fasersorten entsprechen, wie es z.B. auf Wäscheeti ketten angegeben ist. Dabei arbeitet der IR-Scanner nicht nur monofrequent, sondern in einem vorgegebenen Wellenlängenband, so dass er wellenlängenaufgelöste IR- Reflexions-Messspektren aufnimmt. Das Wellenlängenband kann insbesondere ein NIR (Nahinfrarot)-Band und/oder ein MIR (Mittelinfrarot)- Band sein. Beispielsweise kann das Wellenlängenband eine Bandbreite zwischen 1300 und 3000 nm aufweisen, beispielswei se von 1500 nm bis 2500 nm, von 1750 nm bis 2250 nm, von 1800 nm bis 2200 nm, von 1550 nm bis 1950 nm, von 2000 nm bis 2500 nm, von 2250 nm bis 2650 nm usw. Eine spektrale Auflösung oder Schrittweite kann z.B. zwischen 5 nm und 20 nm betragen. Ein Wellenlängenband kann z.B. zwischen 50 und 500 Spektralmesspunkte aufweisen. Das aufgenommene IR-Messspektrum kann grundsätzlich direkt mit IR-Referenzspektren verglichen werden. Es ist für eine besonders zuverlässige Bestimmung der Textilart je doch vorteilhaft, wenn das aufgenommene ("originale") IR-Messspektrum zu einem "dar aus berechneten" IR-Messspektrum weiterverarbeitet wird. Das daraus berechnete IR- Messspektrum bleibt ein Spektrum. Die IR-Referenzspektren können auch als IR- Vergleichsspektren bezeichnet werden. The IR scanner can irradiate a textile or a textile with IR light and record or measure reflected IR light. This textile, the type of textile to be determined, is referred to below as "measurement textile". The measuring textile can be a piece of laundry, for example a piece of clothing. The type of textile can correspond to a composition of the textile from one or more pure types of fibers, as indicated, for example, on laundry labels. The IR scanner works not only monofrequency, but in a predetermined wavelength band, so that it records wavelength-resolved IR reflection measurement spectra. The wavelength band can in particular be an NIR (near infrared) band and / or a MIR (middle infrared) band. For example, the wavelength band can have a bandwidth between 1300 and 3000 nm, for example from 1500 nm to 2500 nm, from 1750 nm to 2250 nm, from 1800 nm to 2200 nm, from 1550 nm to 1950 nm, from 2000 nm to 2500 nm, from 2250 nm to 2650 nm etc. A spectral resolution or step size can be between 5 nm and 20 nm, for example. A wavelength band can have, for example, between 50 and 500 spectral measuring points. The recorded IR measurement spectrum can in principle be compared directly with IR reference spectra. For a particularly reliable determination of the type of textile, however, it is advantageous if the recorded (“original”) IR measurement spectrum is further processed to an “Dar calculated” IR measurement spectrum. The IR measurement spectrum calculated from this remains a spectrum. The IR reference spectra can also be referred to as IR comparison spectra.
Dass das IR-Messspektrum klassifiziert wird, umfasst insbesondere, dass es als Spekt rum mit den IR-Referenzspektren verglichen wird und die Textilart von dem am besten passenden bzw. am meisten übereinstimmenden IR-Referenzspektrum übernommen wird. Dies steht z.B. im Gegensatz dazu, aus dem IR-Messspektrum nur charakteristische Größen wie Spitzenwerte (Peakhöhen) oder Positionen bestimmter Peaks usw. auszu werten. Insbesondere braucht das IR-Messspektrum auch nicht im mathematischen Sinne abgeleitet, fouriertransformiert usw. zu werden. The fact that the IR measurement spectrum is classified includes, in particular, that it is compared as a spectrum with the IR reference spectra and that the type of textile is adopted from the most suitable or most matching IR reference spectrum. This is e.g. in contrast to evaluating only characteristic quantities such as peak values (peak heights) or positions of certain peaks etc. from the IR measurement spectrum. In particular, the IR measurement spectrum does not need to be derived, Fourier transformed, etc. in the mathematical sense.
Die IR-Referenzspektren können experimentell bestimmt und/oder berechnet worden sein. Die experimentelle Bestimmung geschieht vorteilhafterweise mittels eines gleicharti gen IR-Scanners, mittels dessen auch das IR-Messspektrum aufgenommen wird. Die experimentelle Bestimmung kann im Werk erfolgen. Zusätzlich oder alternativ kann die experimentelle Bestimmung von einem Endbenutzer durchgeführt werden, beispielsweise anhand eines Kalibrationsprobensatzes, der mehrere Stoffproben mit Vergleichs- oder Referenztextilien bekannter Textilart aufweist. Die Stoffproben können für eine Textilart mehrere unterschiedliche Verarbeitungstypen umfassen, beispielsweise einlagige und doppellagige Proben. Insbesondere können die Proben nur reine Fasersorten umfassen, wobei dann mittels der Datenverarbeitungseinrichtung aus den IR-Referenzspektren der reinen Fasersorten IR-Referenzspektren für Fasermischungen berechnet werden. The IR reference spectra can be determined experimentally and / or calculated. The experimental determination is advantageously carried out by means of an IR scanner of the same type, by means of which the IR measurement spectrum is also recorded. The experimental determination can be made in the factory. Additionally or alternatively, the experimental determination can be carried out by an end user, for example using a calibration sample set which has several fabric samples with reference or reference textiles of a known type of textile. The fabric samples can include several different processing types for a textile type, for example single-layer and double-layer samples. In particular, the samples can only comprise pure fiber types, with IR data spectra for fiber mixtures then being calculated from the IR reference spectra of the pure fiber types using the data processing device.
In einer Weiterbildung weisen die Proben keinen dedizierten Untergrund auf. Dies ergibt den Vorteil, dass die Stoffproben auch ausgemessen werden können, wenn sie auf einem Körperteil eines Nutzers aufliegen. Dadurch kann ein Effekt des spektralen Einflusses der Haut mitberücksichtigt werden. In a further development, the samples do not have a dedicated background. This has the advantage that the fabric samples can also be measured if they rest on a body part of a user. This allows an effect of the spectral influence of the skin to be taken into account.
Eine beste Übereinstimmung kann z.B. durch die Methode der kleinsten Quadrate oder andere Korrelationsmethoden ermittelt werden. Es ist eine Ausgestaltung, dass die Untersuchung auf eine beste Übereinstimmung eine mehrstufige Untersuchung oder Klassifizierung ist. Dies ergibt den Vorteil, dass die Tex tilart besonders schnell bestimmbar oder erkennbar ist. Insbesondere kann die Klassifizie rung eine zunächst durchgeführte erste Klassifizierung ("Grobklassifizierung") umfassen, der sich mindestens eine weitere Klassifizierung ("Feinklassifizierung") anschließt. Aus der mehrstufigen Klassifizierung lässt sich eine Hierarchiesierung von Klassifizierungs gruppen und eine Klassifizierung anhand von Entscheidungsbäumen oder Entschei dungspfaden umsetzen. Beispielsweise kann eine Grobklassifizierung anhand einer Er mittlung einer besten Übereinstimmung mit einem IR-Referenzspektrum aus einer Gruppe von IR-Referenzspektren durchgeführt werden, wobei jedes der IR-Referenzspektren eine Gruppe mehrerer Fasersorten repräsentiert, deren IR-Spektren sich ähneln. A best match can be found, for example, using the least squares method or other correlation methods. It is one embodiment that the best match examination is a multi-stage examination or classification. This has the advantage that the textile type can be determined or recognized particularly quickly. In particular, the classification can comprise a first classification ("rough classification") which is carried out first, followed by at least one further classification ("fine classification"). The multi-level classification enables a hierarchy of classification groups and a classification based on decision trees or decision paths to be implemented. For example, a rough classification can be carried out on the basis of a determination of a best match with an IR reference spectrum from a group of IR reference spectra, each of the IR reference spectra representing a group of several types of fibers whose IR spectra are similar.
Beispielsweise kann im Rahmen einer Grobklassifizierung zur Bestimmung einer reinen Fasersorte zunächst jeweils ein IR-Referenzspektrum als Repräsentant für die Gruppe "Baumwolle und Leinen", "Wolle und Seide", oder "Polyacryl, Polyamid und Polyethylen" dienen. Wird durch Vergleich des (originalen oder daraus abgeleiteten) IR- Messspektrums bestimmt, dass die Textilart des Mess-Textils einer dieser Gruppen an gehört, kann in einer folgenden Feinklassifizierung das IR-Messspektrum mit den IR- Referenzspektren der einzelnen Faserarten dieser Gruppe verglichen werden. Beispiels weise kann dann, wenn bei der Grobklassifizierung erkannt wurde, dass die Textilart des Mess-Textils der Gruppe "Baumwolle und Leinen" zugehörig ist, in der folgenden Fein klassifizierung das IR-Messspektrum mit den beiden Textilarten "Baumwolle" und "Leinen" entsprechenden IR-Referenzspektren verglichen werden, um die endgültige Textilart zu erkennen, beispielsweise "Baumwolle". In dem obigen Beispiel brauchen nur fünf Spekt ralvergleiche durchgeführt zu werden, während ein direkter Vergleich mit den einzelnen Textilarten sieben Spektralvergleiche benötigen würde. Diese mehrstufige Klassifizierung ergibt somit eine Verringerung eines Berechnungsaufwand bei gleicher Genauigkeit. For example, in the course of a rough classification for determining a pure type of fiber, an IR reference spectrum can first serve as a representative for the groups "cotton and linen", "wool and silk", or "polyacrylic, polyamide and polyethylene". If it is determined by comparing the (original or derived) IR measurement spectrum that the textile type of the measurement textile belongs to one of these groups, the IR measurement spectrum can be compared with the IR reference spectra of the individual fiber types in this group in a subsequent fine classification. For example, if it was recognized during the rough classification that the textile type of the measurement textile belongs to the "Cotton and Linen" group, the following measurement can correspond to the IR measurement spectrum with the two textile types "Cotton" and "Linen" IR reference spectra are compared to identify the final type of textile, for example "cotton". In the example above, only five spectral comparisons need to be carried out, whereas a direct comparison with the individual textile types would require seven spectral comparisons. This multi-level classification thus results in a reduction in calculation effort with the same accuracy.
Eine noch gröbere Klassifizierung kann beispielsweise zuvor mittels einer Klassifizierung als reine Fasersorte oder Fasermischung durchgeführt werden. An even coarser classification can, for example, be carried out beforehand by means of a classification as a pure fiber type or fiber mixture.
Reine Fasersorten können beispielsweise Naturfasern pflanzlichen und/oder tierischen Ursprungs wie Baumwolle, Leinen, Hanffaser, Seide, Wolle usw. und/oder Chemiefasern wie Polymerfasern (z.B. Polyamide, Polyethylene, Polyacrylnitrile, Polyurethane (ggf. mit variantem Elastomeranteil, Elasthan), Polypropylene) usw. und/oder Regeneratfasern wie Viskose, Modal, Lyocell oder Cupro sein, sind aber nicht darauf beschränkt. Fasermi schungen können insbesondere Mischungen aus zwei oder mehr dieser reinen Fasersor- ten mit jeweiligen Mischungsanteilen sein. Pure fiber types can, for example, natural fibers of vegetable and / or animal origin such as cotton, linen, hemp fiber, silk, wool etc. and / or chemical fibers such as polymer fibers (e.g. polyamides, polyethylenes, polyacrylonitriles, polyurethanes (possibly with a variant elastomer component, elastane), polypropylene) etc. and / or regenerated fibers such as viscose, modal, lyocell or cupro, but are not limited to this. Fiber mixtures can in particular be mixtures of two or more of these pure types of fibers with respective mixture proportions.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die IR-Referenzspektren Spektren reiner Fasern und/oder Spektren von Fasermischungen umfassen. Dadurch können besonders vielfältige Textilar ten erkannt werden. Vorzugsweise werden zumindest die folgenden IR-Referenzspektren vorgesehen: It is an embodiment that the IR reference spectra include spectra of pure fibers and / or spectra of fiber mixtures. This enables particularly diverse textiles to be recognized. At least the following IR reference spectra are preferably provided:
Es ist eine Ausgestaltung, dass die Datenverarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet ist, dann, wenn als die Textilart eine Fasermischung erkannt worden ist, das IR- Messspektrum anhand von Vergleichen mit IR-Referenzspektren, die unterschiedlichen Mischungsanteilen der erkannten Fasermischung entsprechen, zu klassifizieren und die Mischungsanteile anhand des IR-Referenzspektrums, das eine beste Übereinstimmung mit dem IR-Messspektrum zeigt, zu erkennen. Auch diese Ausgestaltung kann einer mehrstufigen Klassifizierung dahingehend entsprechen, dass zunächst die Fasermi schung bestimmt wird und dann unter Kenntnis der Fasermischung die Mischungsanteile der zugrunde liegenden reinen Fasern oder Fasersorten bestimmt werden. Die IR- Referenzspektren, die zur Bestimmung der Mischungsanteile verwendet werden, entspre chen zur Bestimmung der Mischungsanteile den Spektren der entsprechenden Fasermi schungen. It is an embodiment that the data processing device is set up to classify the IR measurement spectrum on the basis of comparisons with IR reference spectra, which correspond to different mixture fractions of the identified fiber mixture, when the fiber type has been recognized as the textile type, and the Recognize mixture proportions on the basis of the IR reference spectrum, which shows the best agreement with the IR measurement spectrum. This embodiment can also correspond to a multi-stage classification in that the fiber mixture is first determined and then the mixture proportions of the pure fibers or fiber types on which the underlying fibers are based are determined with knowledge of the fiber mixture. The IR reference spectra that are used to determine the mixture proportions correspond to the spectra of the corresponding fiber mixtures to determine the mixture proportions.
Häufig werden gemäß dem Stand der Technik Methoden wie SIMCA, PLS und PCA ver wendet. Diese Methoden sind lineare Modellierungsmethoden. Ein wesentlicher Nachteil dieser gängigen Methoden im NIR-Wellenlängenbereich zwischen 1000 - 2000 nm ist die schlechte Separierbarkeit der nachfolgenden beispielhaft genannten Mischungen X/Y vom Haupt-Textil X (Y ist das Textilmaterial mit kleinerem Anteil): Baumwolle/Elasthan (CO+EL), Polyamide/Elasthan (EL+PA), Seide/Elasthan (EL+SE), Baumwolle/Wolle (CO+WO), Baumwolle/Viscose (CO+CV) und Polyester/Elasthan (EL+PES). Methods such as SIMCA, PLS and PCA are often used in accordance with the prior art. These methods are linear modeling methods. A major disadvantage of these common methods in the NIR wavelength range between 1000 - 2000 nm is the poor separability of the following exemplary mixtures X / Y from the main textile X (Y is the textile material with a smaller proportion): cotton / elastane (CO + EL) , Polyamides / elastane (EL + PA), silk / elastane (EL + SE), cotton / wool (CO + WO), cotton / viscose (CO + CV) and polyester / elastane (EL + PES).
Um eine Klassifikation eines Textilmaterials mit einem Anteil Y im einstelligen Prozentbe reich zu ermöglichen, wird vorzugsweise eine nicht-lineare Separationsmethode einge setzt. In Betracht kommt dabei insbesondere eine Verwendung von PLS Density, Bagging Trees und/oder Random Forrest. In order to enable a classification of a textile material with a percentage Y in the single-digit percentage range, a non-linear separation method is preferably used. In particular, the use of PLS density, bagging trees and / or random forrest comes into consideration.
Bei PLS Density werden die Reintextilien und Mischungsklassen vorzugsweise separat modelliert. Jeder Punkt in der Punktewolke im PLS-Unterraum kann einem Potential ent sprechen, welches anschließend in eine Verteilungsstatistik gefittet wird. Durch geschick te Wahl von Abbruchkriterien kann eine Klassenzugehörigkeit definiert werden. At PLS Density, the pure textiles and blend classes are preferably modeled separately. Each point in the point cloud in the PLS subspace can correspond to a potential, which is then fitted into a distribution statistic. A class affiliation can be defined by the skilful choice of termination criteria.
Bei der Random-Forrest-Methode können mehrere nicht-korrelierte Entscheidungsbäume trainiert werden, um eine Separation der Klassen (Reintextilien und eine Klasse aller Mi schungen) zu ermöglichen. Bagging Trees ermöglicht das Zusammenführen und Gewich ten der unterschiedlichen Modellergebnisse und liefert möglicherweise ein verbessertes Gesamtvorhersageergebnis. Neben dem Vorteil der Klassifikation schwieriger Textilmischungen kann die Verwendung der PLS-Density-Methode die Robustheit des Modells, insbesondere gegenüber der Vari ation der Sample-Spektren, der Variation der Gerätehandhabung durch den Kunden, der Sensor-Sensor-Varianz (Produktionsbedingte Hardwarevarianz) und weiteren negativen Umgebungsstöreinflüssen, erhöhen. Dies kann bspw. durch die implizite Modellierung im Trainingsdatensatz und/oder die statistische Berücksichtigung der Einflüsse in modellier ten Reintextil- oder Mischungsklassen geschehen. With the random-forrest method, several non-correlated decision trees can be trained to enable a separation of the classes (pure textiles and a class of all mixtures). Bagging trees allow the different model results to be merged and weighted and may provide an improved overall forecast result. In addition to the advantage of classifying difficult textile blends, the use of the PLS density method can increase the robustness of the model, particularly in relation to the variation of the sample spectra, the variation in device handling by the customer, the sensor-sensor variance (production-related hardware variance) and further negative environmental influences. This can be done, for example, through the implicit modeling in the training data set and / or the statistical consideration of the influences in modeled pure textile or blend classes.
In Ausführungsformen können die Methoden PLS Density, Bagging Trees und/oder Ran dom Forrest einen Wahrscheinlichkeitswert liefern, dass ein gemessenes Spektrum zu einer der Klassen in der weiter oben stehenden Tabelle mit Spektren von reinen Fasern und Spektren von Fasermischungen gehört. In einer Ausführungsform existiert für jede Klasse ein IR-Referenzspektrum. Vorzugsweise existieren Klassen sowohl für Reintextili en als auch für Fasermischungen. Eine nicht-lineare Separationsmethode, wie z.B. PLS Density, Bagging Trees oder Random Forrest, kann für jede dieser Klassen eine Wahr scheinlichkeit W liefern, dass das IR-Messspektrum dieser Klasse entspricht. Somit kann jedes gemessene Spektrum je Klasse eine Wahrscheinlichkeit erhalten. Die Werte kön nen bspw. zwischen 0...1 variieren, wobei 0 eine völlig unwahrscheinliche Klassenzuge hörigkeit und 1 eine völlig sichere Klassenzugehörigkeit signalisiert. Wenn z.B. die Klasse CO den Wert 1 erhält und alle anderen Klassen den Wert 0 bekommen, bedeutet das, dass sich das Modell sehr sicher ist, dass das gemessene Spektrum Baumwolle ist. In embodiments, the PLS Density, Bagging Trees and / or Ran dom Forrest methods can provide a probability value that a measured spectrum belongs to one of the classes in the table above with spectra of pure fibers and spectra of fiber mixtures. In one embodiment, there is an IR reference spectrum for each class. There are preferably classes for both pure textiles and fiber blends. A non-linear separation method, e.g. PLS Density, Bagging Trees or Random Forrest, can provide a probability W for each of these classes that the IR measurement spectrum corresponds to this class. Thus, each measured spectrum per class can get a probability. The values can vary, for example, between 0 ... 1, where 0 indicates a completely improbable class membership and 1 a completely reliable class membership. If e.g. the class CO gets the value 1 and all other classes get the value 0, it means that the model is very sure that the measured spectrum is cotton.
In einigen Ausführungsformen können möglicherweise alle Klassen Werte zwischen 0 und 1 annehmen. Die Datenverarbeitungseinrichtung kann dafür eingerichtet sein, eine Viel zahl von Wahrscheinlichkeiten W anhand von Schwellwerten S zu bewerten, wobei vor zugsweise 0<S0<S1 <S2<1 gilt. In einer Ausführungsform wird folgende nicht-lineare Se parationsmethode verwendet: In some embodiments, all classes may have values between 0 and 1. The data processing device can be set up to evaluate a large number of probabilities W on the basis of threshold values S, preferably 0 <S0 <S1 <S2 <1. In one embodiment, the following non-linear separation method is used:
• Weist eine Klasse eine Wahrscheinlichkeit W von größer als S2 auf, wird diese Klasse als Textilart des Mess-Textils erkannt. Ist die erkannte Klasse z.B. ein Reintextil also reine Faser, kann dem Nutzer bspw. 100% Baumwolle angezeigt werden. Ist die erkannte Klasse eine Fasermischung kann in einem nachfolgenden Schritt bspw. eine PLS-Regression mit dem IR-Messspektrum durchgeführt wer den. Dabei werden vorzugsweise die Prozentwerte der jeweiligen Faser als Anteil ermittelt und dem Kunden ausgegeben. Beispielsweise kann dem Nutzer 50% Baumwolle und 50% Polyester ausgegeben werden. • If a class has a probability W of greater than S2, this class is recognized as the textile type of the measurement textile. For example, if the recognized class is a pure textile, ie pure fiber, the user can be shown 100% cotton. If the recognized class is a fiber mixture, for example a PLS regression with the IR measurement spectrum can be carried out in a subsequent step. The percentages of the respective fiber are preferably used as a proportion determined and issued to the customer. For example, 50% cotton and 50% polyester can be issued to the user.
• Wenn alle Klassen eine Wahrscheinlichkeit W von kleiner als SO aufweisen, wird von einem völlig unbekannten Material ausgegangen. Dann könnte bspw. an den Nutzer die Anweisung„Bitte scannen Sie ein Textil“ ausgegeben werden. • If all classes have a probability W of less than SO, a completely unknown material is assumed. Then, for example, the instruction “please scan a textile” could be issued to the user.
• Wenn einige Klassen eine Wahrscheinlichkeit von W kleiner als SO (W<S0), einige Klassen eine Wahrscheinlichkeit W zwischen SO und S1 (S0<W<S1 ) und einige Klassen eine Wahrscheinlichkeit W zwischen S1 und S2 (S1 <W<S2) aufweisen, kann von einer unbekannten Fasermischung oder einer Fasermischung mit 3 oder sogar mehr Komponenten ausgegangen werden. Als Ergebnis könnte dem Nutzer dann bspw.„Fasermischung“ angezeigt werden. Auf eine weitere Regression wird in diesem Fall vorzugsweise verzichtet, da eine prozentuale Erkennung der Faser anteile möglicherweise sehr schwierig sein könnte. If some classes have a probability of W less than SO (W <S0), some classes have a probability W between SO and S1 (S0 <W <S1) and some classes have a probability W between S1 and S2 (S1 <W <S2) an unknown fiber mixture or a fiber mixture with 3 or even more components can be assumed. As a result, the user could then be shown, for example, “fiber mixture”. In this case, further regression is preferably dispensed with, since a percentage recognition of the fiber components could possibly be very difficult.
• Wenn einige Klassen eine Wahrscheinlichkeit von W kleiner als SO aufweisen (W<S0), einige Klassen eine Wahrscheinlichkeit W zwischen SO und S2 • If some classes have a probability of W less than SO (W <S0), some classes have a probability W between SO and S2
(S0<W<S2) und eine Klasse eine Wahrscheinlichkeit W von größer als S2 (S0 <W <S2) and a class has a probability W greater than S2
(W>S2), dann kann von einer unbekannten Fasermischung oder einer Fasermi schung mit 3 oder mehr Komponenten ausgegangen werden, wobei ein Fasertyp bekannt ist. Als Ergebnis kann dann bspw.„Fasermischung mit X“ ausgegeben werden, wobei X z.B. ein Reintextil aus der oben genannten Tabelle ist. Auch hier wird vorzugsweise auf eine weitere Regression verzichtet, so dass aus Effizienz gründen keine prozentuale Erkennung der Faseranteile versucht wird. (W> S2), then an unknown fiber mixture or a fiber mixture with 3 or more components can be assumed, with one type of fiber being known. The result can then be, for example, "fiber mixture with X", where X e.g. is a pure textile from the table above. Here too, a further regression is preferably dispensed with, so that for reasons of efficiency no percentage recognition of the fiber components is attempted.
Es ist eine Weiterbildung, dass die IR-Referenzspektren, die zur Bestimmung der Mi schungsanteile verwendet werden, aus IR-Referenzspektren reiner Fasern oder Fasersor ten berechnet oder simuliert worden sind. It is a further development that the IR reference spectra, which are used to determine the mixture proportions, have been calculated or simulated from IR reference spectra of pure fibers or fiber types.
Beispielsweise kann ein IR-Referenzspektrum Ir, mix einer Fasermischung, die aus i (i > 1 ) reinen Fasersorten besteht, gemäß For example, an IR reference spectrum Ir, mix of a fiber mixture consisting of i (i> 1) pure fiber types according to
Ir, mix =S, Ai lr,mat_i mit S, Ai = 1 berechnet werden. Dabei ist lr,mat_i das IR-Referenzspektrum der i-ten rei nen Fasersorte und Ai der prozentuale Anteil der i-ten reinen Fasersorte in der Fasermi- schung. Zur Auswahl von bestimmten IR-Referenzspektren lr,mat_i reiner Fasersorten aus der Gesamtheit aller IR-Referenzspektren reiner Fasersorten kann als Selektionskri terium beispielsweise die minimale Mahalanobis-Distanz zum Datenmittelpunkt im Merk malsraum der ersten beiden Hauptkomponenten nach spezifischer Hauptkomponen tenanalyse der jeweiligen Textilart ausgewählt werden. Ir, mix = S, Ai lr, mat_i can be calculated with S, Ai = 1. Lr, mat_i is the IR reference spectrum of the i-th pure fiber type and Ai is the percentage of the i-th pure fiber type in the fiber shung. To select certain IR reference spectra lr, mat_i pure fiber types from the totality of all IR reference spectra of pure fiber types, the selection criterion can be, for example, the minimum Mahalanobis distance to the data center in the feature space of the first two main components after specific main component analysis of the respective textile type.
Alternativ oder zusätzlich können die IR-Referenzspektren, die zur Bestimmung der Mi schungsanteile von Fasermischungen verwendet werden, experimentell bestimmt werden. Dies kann z.B. durch Messen von IR-Spektren an Mischtextilproben erfolgen, z.B. an Mischtextilproben mit prozentualen Schritten von Ai = 1 , 2, 5, 10, 20, 30 und 50% Anteil einer Reinfaser an einer Fasermischung. Alternatively or additionally, the IR reference spectra, which are used to determine the mixture proportions of fiber mixtures, can be determined experimentally. This can e.g. by measuring IR spectra on mixed textile samples, e.g. on mixed textile samples with percentage steps of Ai = 1, 2, 5, 10, 20, 30 and 50% proportion of a pure fiber in a fiber mixture.
Zusätzlich kann vor Anwendung der Klassifizierung ein Test, ob das gemessene Spekt rum für die Anwendung mit der Klassifizierung geeignet ist, durchgeführt werden. Dadurch können fehlerhafte Messungen erkannt werden, z.B. durch Identifikation spektraler Arte fakte, beispielsweise durch eine Ausreissererkennung. Wird erkannt, dass ein gemesse nes Spektrum für die Anwendung mit der Klassifizierung ungeeignet ist, kann ein Hinweis ausgegeben werden, die Messung zu wiederholen. Auch können durch Abgleich eines gemessenen IR-Spektrums mit Modell-Proben (Plausibilitäts- / Signifikanztest) ungeeigne te Proben erkannt werden. Dann kann an einen Nutzer ein Hinweis ausgegeben werden, dass das IR-Messspektrum nicht zur Anwendung in der Klassifizierung bzw. des hierar chischen Modells geeignet ist. In addition, a test can be carried out before the classification is used to determine whether the measured spectrum is suitable for use with the classification. This allows incorrect measurements to be recognized, e.g. by identifying spectral artefacts, for example by an outlier detection. If it is recognized that a measured spectrum is unsuitable for use with the classification, a message can be issued to repeat the measurement. Unsuitable samples can also be identified by comparing a measured IR spectrum with model samples (plausibility / significance test). A message can then be given to a user that the IR measurement spectrum is not suitable for use in the classification or the hierarchical model.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die Datenverarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet ist, dann, wenn die Textilart als eine reine Faser bzw. Fasersorte erkannt worden ist, das IR- Messspektrum zusätzlich folgend anhand von Vergleichen mit IR-Referenzspektren, die Mischungen der erkannten reinen Faser mit geringen Anteilen von Fasern anderer Art entsprechen, zu klassifizieren und einen Mischungsanteil anhand des IR- Referenzspektrums, das eine beste Übereinstimmung mit dem IR-Messspektrum zeigt, zu erkennen. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass auch die Textilart von Textilien mit ei nem stark dominanten Faseranteil und nur geringen Beimischungen anderer Faserarten schnell und zuverlässig bestimmbar ist. Hierbei kann beispielsweise zunächst eine Grob klassifizierung bezüglich einer bestimmten Fasergruppe (zum Beispiel "Baumwolle und Leinen" usw., wie oben beschrieben) durchgeführt werden und dann im Folgenden durch io It is an embodiment that the data processing device is set up so that when the type of textile has been recognized as a pure fiber or fiber type, the IR measurement spectrum additionally follows, based on comparisons with IR reference spectra, the mixtures of the recognized pure fiber with low Share proportions of fibers of a different type, classify and recognize a mixture share based on the IR reference spectrum, which shows the best agreement with the IR measurement spectrum. This has the advantage that the type of textile of textiles with a strongly dominant fiber content and only small admixtures of other types of fiber can be determined quickly and reliably. Here, for example, a rough classification can first of all be carried out with respect to a specific fiber group (for example “cotton and linen” etc., as described above) and then in the following io
Feinklassifizierung die passende reine Fasersorte bestimmt werden. Falls das Textil die erkannte "reine" Fasersorte als stark dominanten Faseranteil aufweist, führt die Feinklas sifizierung auch zu einem Ergebnis, wenn geringe Beimengungen (z.B. von < 1 %) ande rer Fasersorten vorliegen. Um auch diese anderen Fasersorten zuverlässig zu erkennen, kann folgend auf die Erkennung der dominierenden "reinen" Fasersorte eine erneute Klassifizierung daraufhin durchgeführt, ob und ggf. in welcher geringen Menge andere Fasersorten vorliegen ("Feinstklassifizierung"). Fine classification the suitable pure fiber type can be determined. If the textile has the recognized "pure" fiber type as a strongly dominant fiber component, the fine classification also leads to a result if there are small additions (e.g. of <1%) of other fiber types. In order to reliably recognize these other types of fiber as well, following the detection of the dominant "pure" type of fiber, a new classification can be carried out to determine whether and if so in what small amount other types of fiber are present ("very fine classification").
Es ist eine Ausgestaltung, dass die zur Klassifizierung verwendeten IR-Spektren (Mess spektren und Referenzspektren) Absorbanzspektren sind. Ein IR-Mess- Absorbanzspektrum stellt dabei ein aus einem IR-Mess-Reflexionsspektrum berechnetes IR-Messpektrum dar. Dies ergibt den Vorteil, dass sich aus der Größe der Spitzen des Absorbanzspektrums die Menge der Anteile unterschiedlicher reiner Fasersorten in einer Fasermischung besonders genau bestimmen lässt. Insbesondere lassen sich so die An teile unterschiedlicher reiner Fasersorten an einer Fasermischung linear auf die Stärke des zugehörigen Absorbanzspektrums zurückführen. Soll beispielsweise ein IR- Absorbanzspektrum für eine Fasermischung aus den IR-Absorbanzspektren reiner Fa sersorten berechnet werden, können die Mischungsanteile linear über die relative Stärke der IR-Absorbanzspektren der reinen Fasersorten eingestellt werden. Dies ist bei Nutzung von IR-Reflexions- bzw. Reflektanzspektren nicht ohne weiteres möglich. It is an embodiment that the IR spectra used for the classification (measurement spectra and reference spectra) are absorbance spectra. An IR measurement absorbance spectrum represents an IR measurement spectrum calculated from an IR measurement reflection spectrum. This has the advantage that the amount of the shares of different pure fiber types in a fiber mixture can be determined particularly precisely from the size of the tips of the absorbance spectrum . In particular, the proportions of different pure fiber types in a fiber mixture can be linearly reduced to the strength of the associated absorbance spectrum. If, for example, an IR absorbance spectrum for a fiber mixture is to be calculated from the IR absorbance spectra of pure fiber types, the mixture proportions can be set linearly via the relative strength of the IR absorbance spectra of the pure fiber types. This is not easily possible when using IR reflection or reflectance spectra.
Die Absorbanzspektren können mittels der Formel la = - log Ir, mit la einem Absorbanzspektrum und Ir einem Reflektanzspektrum aus dem gemessenen Reflektanzspektrum berechnet werden. Alternativ sind aber auch andere Methoden an wendbar, z.B. eine Kubelka-Munk-Transformation. The absorbance spectra can be calculated from the measured reflectance spectrum using the formula la = - log Ir, with la an absorbance spectrum and Ir a reflectance spectrum. Alternatively, other methods can also be used, e.g. a Kubelka-Munk transformation.
Es ist eine Weiterbildung, dass die Absorbanzspektren geglättete Absorbanzspektren sind. Dies erhöht eine Zuverlässigkeit des Spektrenvergleichs. Die Glättung kann bei spielsweise mittels eines Savitzky-Golay-Filters vorgenommen werden. Es ist eine Weiterbildung, dass die Absorbanzspektren SNV-korrigierte Absorbanzspek- tren sind. Dies erhöht eine Zuverlässigkeit des Spektrenvergleichs weiter. Die insbeson dere zuvor geglätteten Absorbanzspektren können einer SNV (Standard-Normal-Variate)- Korrektur unterworfen werden. It is a further development that the absorbance spectra are smoothed absorbance spectra. This increases the reliability of the spectrum comparison. The smoothing can be done for example using a Savitzky-Golay filter. It is a further development that the absorbance spectra are SNV-corrected absorbance spectra. This further increases the reliability of the spectral comparison. The previously smoothed absorbance spectra can be subjected to an SNV (standard normal variant) correction.
Es ist eine Ausgestaltung, dass Absorbanzspektren aus gemessenen und folgend nor mierten Reflektanzspektren zu berechnen. Dies ergibt den Vorteil, dass die Zuverlässig keit der Bestimmung der Textilart noch weiter steigt. It is an embodiment that the absorbance spectra are calculated from measured and subsequently standardized reflectance spectra. This has the advantage that the reliability of determining the type of textile increases even further.
Die Normierung eines direkt gemessenen, originalen IR-Reflektanz-Messspektrums lr,raw, das Reflexionswerte als Messwerte (z.B. sog. "counts") aufweist, kann beispiels weise mittels der Formel The standardization of a directly measured, original IR reflectance measurement spectrum lr, raw, which has reflection values as measured values (e.g. so-called "counts"), can be done, for example, using the formula
Ir, norm = (lr,raw - Ir, dark) / (Instand - Ir, dark) oder der Formel Ir, norm = (lr, raw - Ir, dark) / (rest - Ir, dark) or the formula
Ir, norm = lr,raw / (Instand - Ir, dark) in ein normiertes IR-Reflektanz-Messspektrum Ir, norm umgewandelt werden, wobei Instand das Reflektanzspektrum eines vorgegebenen Standardmaterials wie Spectralon ist und Ir, dark das Reflektanz-Dunkelspektrum ist. Die mathematischen Verknüpfungen können für jeden Spektralkanal bzw. Spektralpunkt der Spektren durchgeführt werden. Ir, norm = lr, raw / (rest - Ir, dark) can be converted into a standardized IR reflectance measurement spectrum Ir, norm, where rest is the reflectance spectrum of a given standard material such as Spectralon and Ir, dark is the reflectance dark spectrum. The mathematical connections can be carried out for each spectral channel or spectral point of the spectra.
Das Reflektanz-Dunkelspektrum Ir, dark kann durch den IR-Scanner automatisch aufge nommen werden und ermöglicht vorteilhafterweise eine Unterdrückung eines dem IR- Scanner inhärenten Rauschanteils. Die Nutzung des Reflektanzspektrums Instand des Standardmaterials ermöglicht vorteilhafterweise eine "Normierung" des IR- Messspektrums auf prozentuale Werte. The reflectance dark spectrum Ir, dark can be automatically picked up by the IR scanner and advantageously enables a noise component inherent in the IR scanner to be suppressed. The use of the reflectance spectrum INST of the standard material advantageously enables a "normalization" of the IR measurement spectrum to percentage values.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die Datenverarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet ist,It is an embodiment that the data processing device is set up to
- anhand des mittels des IR-Scanners von dem Mess-Textil aufgenommenen IR- Messspektrums eine Textilart des Mess-Textils wie oben beschrieben zu erken nen; - anhand des mittels des IR-Scanners von dem Mess-Textil im Bereichs des Flecks aufgenommenen IR-Messspektrums eine Fleckenart des Flecks auf dem Mess- Textil zu erkennen. - to recognize a textile type of the measuring textile as described above on the basis of the IR measuring spectrum recorded by the measuring textile by means of the IR scanner; to recognize a type of stain of the stain on the measurement textile on the basis of the IR measurement spectrum recorded by the measurement textile in the area of the stain using the IR scanner.
Das Erkennen der Fleckenart kann analog zum Erkennen der Textilart durchgeführt wer den, z.B. unter Nutzung von IR-Referenzspektren für unterschiedliche Fleckenarten. Ins besondere kann also aus mindestens einem originalen IR-Messspektrum zunächst die Textilart und beruhend darauf die Fleckenart bestimmt werden. Zur Bestimmung der Tex tilart kann der IR-Scanner auf einen fleckenlosen Bereich des Textils gerichtet werden, und dann kann der IR-Scanner zur Bestimmung der Fleckenart auf den Fleck gerichtet werden. So kann die Bestimmung von Textilart und Fleckenart besonders zuverlässig durchgeführt werden. Alternativ kann der IR-Scanner nur auf den Fleck gerichtet werden, und die Textilart und die Fleckenart werden aus dem gleichen IR-Messspektrum be stimmt. So kann vorteilhafterweise die Zahl der Messungen reduziert werden. The detection of the type of stain can be carried out analogously to the detection of the type of textile, e.g. using IR reference spectra for different stain types. In particular, the type of textile and then the type of stain can be determined from at least one original IR measurement spectrum. To determine the type of textile, the IR scanner can be aimed at a spotless area of the textile, and then the IR scanner can be pointed at the spot to determine the type of spot. This means that the type of textile and type of stain can be determined particularly reliably. Alternatively, the IR scanner can only be aimed at the stain, and the type of textile and the type of stain are determined from the same IR measurement spectrum. The number of measurements can advantageously be reduced in this way.
Die Normierung eines direkt gemessenen, originalen IR-Messspektrums lr,raw, das Re flexionswerte auf dem mit einem Fleck versehenen Bereich eines Textils als Messwerte aufweist, kann beispielsweise mittels der Formel The standardization of a directly measured, original IR measurement spectrum lr, raw, which has reflection values as measured values on the area of a textile provided with a spot, can be done, for example, using the formula
Ir, norm = (lr,raw - Ir, dark) / (lr,tex - Ir, dark) oder der Formel Ir, norm = (lr, raw - Ir, dark) / (lr, tex - Ir, dark) or the formula
Ir, norm = lr,raw / (lr,tex - Ir, dark) in ein normiertes Reflektanzspektrum Ir, norm des Flecks umgewandelt werden, wobei lr,text das Reflektanzspektrum des Mess-Textils ohne Fleck ist. Ir,tex kann z.B. Ir,raw für den oben beschriebenen Textilfall entsprechen. Ir, norm = lr, raw / (lr, tex - Ir, dark) are converted into a standardized reflectance spectrum Ir, norm of the spot, where lr, text is the reflectance spectrum of the measurement textile without a spot. Ir, tex can e.g. Ir, raw for the textile case described above.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die Textilerkennungsvorrichtung zusätzlich einen im visu ellen Spektralbereich empfindlichen visuellen Sensor aufweist und die Datenverarbei tungseinrichtung dazu eingerichtet ist, anhand einer IR-Klassifizierung der Fleckenart wie oben beschrieben sowie anhand von mittels des visuellen Sensors von dem Mess-Textil im Bereich des Flecks aufgenommenen visuellen Spektra Iwerten (z.B. Farbsignalen) durch Vergleich mit visuellen Referenzspektralwerten eine Fleckenart des Flecks auf dem Mess-Textil zu erkennen. Die visuelle Spektralwerten gehören insbesondere zu unter schiedlichen Farben, so dass die visuellen Spektralwerte ein Farbspektrum (z.B. ein RGB- Farbspektrum) bilden können, um eine Farbe des Textils am Ort des Flecks bestimmen zu können. It is an embodiment that the textile recognition device additionally has a visual sensor that is sensitive in the visual spectral range and the data processing device is set up to use an IR classification of the type of stain as described above and by means of the visual textile in the area by means of the visual sensor of the visual spectra values recorded (eg color signals) to recognize a type of stain of the stain on the measurement textile by comparison with visual reference spectral values. The visual spectral values belong in particular to different colors, so that the visual spectral values can form a color spectrum (for example an RGB color spectrum) in order to be able to determine a color of the textile at the location of the spot.
Durch die Kombination der wie oben beschriebenen thermochemischen Erkennung der Textilart durch die IR-Klassifizierung zusammen mit einer visuell optischen Auswertung des Flecks lässt sich eine besonders genaue Bestimmung der Art oder Materialzusam mensetzung des Flecks erreichen. Ist z.B. die Menge des Fleckenmaterials sehr gering, so kann eine sich dadurch ergebende Unsicherheit in der Bestimmung der Fleckenart mittels IR-Klassifizierung durch eine zusätzliche Farbanalyse verbessert werden. Bei spielsweise kann ein Fleck, der von einer Karotte stammt, durch Erkennung seines oran gefarbenen Farbtons von andersfarbigen Fleckenarten unterschieden werden und damit die Fleckenart zuverlässiger erkannt werden. By combining the thermochemical recognition of the type of textile as described above by means of the IR classification together with a visual optical evaluation of the stain, a particularly precise determination of the type or material composition of the stain can be achieved. Is e.g. the amount of stain material is very small, the resulting uncertainty in the determination of the stain type by means of IR classification can be improved by an additional color analysis. For example, a stain that comes from a carrot can be distinguished from other-colored stain types by recognizing its orange-colored hue, and thus the stain type can be recognized more reliably.
Der visuelle Sensor kann in den IR-Scanner (kombinierter IR-vis-Scanner) integriert sein und insbesondere gleichzeitig mit diesem betrieben werden. Der visuelle Sensor kann z.B. einen eine oder mehrere Fotodioden (z.B. RGB-empfindliche Fotodioden), einen CCD-Sensor usw. umfassen. The visual sensor can be integrated in the IR scanner (combined IR-vis scanner) and in particular operated simultaneously with it. The visual sensor can e.g. one or more photo diodes (e.g. RGB sensitive photo diodes), a CCD sensor, etc.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der IR-Scanner ein Handscanner ist. Dies ergibt den Vor teil, dass die Bestimmung der Textilart besonders einfach und ortsunabhängig durchführ bar ist, und zwar auch durch einen Endnutzer. It is an embodiment that the IR scanner is a hand-held scanner. This gives the advantage that the determination of the type of textile is particularly simple and can be carried out regardless of location, even by an end user.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die Datenverarbeitungseinrichtung in den IR-Scanner integriert ist. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Textilerkennungsvorrichtung au tonom, insbesondere auch ohne Internetverbindung o. ä., betreibbar ist. It is an embodiment that the data processing device is integrated in the IR scanner. This achieves the advantage that the textile recognition device can be operated autonomously, in particular even without an Internet connection or the like.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die Datenverarbeitungseinrichtung in eine mit dem IR- Scanner datentechnisch verbundenen externen Instanz integriert ist. So ergibt sich der Vorteil, dass die Rechenleistung zur Durchführung der Textilerkennung von der externen Instanz zur Verfügung gestellt wird und der IR-Scanner einfach und preiswert gehalten werden kann. Die externe Instanz kann beispielsweise ein Netzwerk-Server, zum Beispiel eines Herstellers oder Vertreters der Textilerkennungsvorrichtung, oder ein Rechner netzwerk wie die sog. "Cloud" sein. It is an embodiment that the data processing device is integrated in an external entity connected to the IR scanner for data processing purposes. This has the advantage that the computing power for carrying out the textile recognition is made available by the external entity and the IR scanner can be kept simple and inexpensive. The external instance can be, for example, a network server, for example a manufacturer or representative of the textile recognition device, or a computer network such as the so-called "cloud".
Es ist eine Ausgestaltung, dass die Textilerkennungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, beruhend auf der erkannten Textilart mindestens einen Wäschepflegehinweis auszuge ben, beispielsweise mindestens einen Waschhinweis (z.B. umfassend eine maximale Waschtemperatur, empfohlene Waschmittel usw.), mindestens einen Reinigungshinweis (z.B. umfassend empfohlene oder nicht empfohlene Methoden chemischer Reinigung usw.), mindestens einen Trocknungshinweis (z.B. umfassend eine Eignung für einen Trocknungsvorgang, eine maximale Trocknungstemperatur usw.), mindestens einen Fle ckenentfernungshinweis (z.B. umfassend ein zur Entfernung eines erkannten Flecks auf der erkannten Textilart geeignetes Fleckenmittel usw.). It is an embodiment that the textile recognition device is set up to issue at least one laundry care instruction based on the recognized textile type, for example at least one wash instruction (e.g. comprising a maximum washing temperature, recommended detergent etc.), at least one cleaning instruction (e.g. comprehensively recommended or not recommended) Methods of chemical cleaning etc.), at least one drying instruction (e.g. comprising suitability for a drying process, a maximum drying temperature etc.), at least one stain removal instruction (e.g. comprising a stain remover suitable for removing a recognized stain on the recognized textile type etc.).
Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zum Erkennen einer Textilart, bei dem mindestens ein IR-Messspektrum eines Mess-Textils aufgenommen wird; das aufgenom mene IR-Messspektrum oder ein daraus berechnetes IR-Messspektrum durch Verglei chen mit IR-Referenzspektren, die unterschiedlichen Referenz-Textilarten entsprechen, klassifiziert wird; und als die Textilart des Mess-Textils diejenige Referenz-Textilart, deren IR-Referenzspektrum eine beste Übereinstimmung mit dem IR-Messspektrum zeigt, übernommen wird. The object is also achieved by a method for recognizing a type of textile, in which at least one IR measurement spectrum of a measurement textile is recorded; the recorded IR measurement spectrum or an IR measurement spectrum calculated from it is classified by comparing it with IR reference spectra which correspond to different reference textile types; and as the type of textile of the measuring textile that reference type of textile whose IR reference spectrum shows a best match with the IR measuring spectrum is adopted.
Das Verfahren kann analog zu der Textilerkennungsvorrichtung ausgebildet werden und ergibt die gleichen Vorteile. So kann das Verfahren beispielsweise auch zu einem Verfah ren zur Erkennung von Flecken weitergebildet werden usw. The method can be designed analogously to the textile recognition device and gives the same advantages. For example, the method can also be further developed into a method for detecting stains, etc.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Computerprogrammprodukt, das, wenn es auf einer Datenverarbeitungseinrichtung abläuft, das obige Verfahren ausführt. Das Compu terprogrammprodukt kann analog zu dem Verfahren und zu der Textilerkennungsvorrich tung ausgebildet werden und weist die gleichen Vorteile auf The object is further achieved by a computer program product which, when it runs on a data processing device, carries out the above method. The computer program product can be designed analogously to the method and to the textile detection device and has the same advantages
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung eines Ausführungsbei spiels, das im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert wird. Fig.1 zeigt einen möglichen Ablauf zur Erkennung einer Textilart anhand der Tex tilerkennungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel; und Fig.2 zeigt eine mögliche in Schritt S6 von Fig.1 verwendete Klassifizierungsstruk tur. The above-described properties, features and advantages of this invention, as well as the manner in which they are achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following schematic description of an exemplary embodiment, which is explained in more detail in connection with the drawings. 1 shows a possible sequence for recognizing a type of textile on the basis of the textile detection device according to a first exemplary embodiment; and FIG. 2 shows a possible classification structure used in step S6 of FIG. 1.
Fig.1 zeigt einen möglichen Ablauf zur Erkennung einer Textilart anhand der Textilerken nungsvorrichtung 1. Die Textilerkennungsvorrichtung 1 weist einen IR-Scanner 2 und eine Datenverarbeitungseinrichtung 3 auf. Die Datenverarbeitungseinrichtung 3 kann in den IR-Scanner 2 integriert sein oder eine externe Instanz sein, z.B. ein Netzwerkrechner. Insbesondere für den Fall, dass die Datenverarbeitungseinrichtung 3 eine externe Instanz ist, ist der IR-Scanner 2 netzwerkfähig. Er kann dazu z.B. ein drahtloses Kommunikati onsmodul (o. Abb.) wie ein Bluetooth-Modul oder ein WLAN-Modul aufweisen. 1 shows a possible sequence for recognizing a type of textile on the basis of the textile detection device 1. The textile detection device 1 has an IR scanner 2 and a data processing device 3. The data processing device 3 can be integrated in the IR scanner 2 or be an external entity, e.g. a network computer. In particular in the event that the data processing device 3 is an external entity, the IR scanner 2 is network-compatible. For this he can e.g. have a wireless communication module (not shown) such as a Bluetooth module or a WLAN module.
In einem Schritt S1 wird mittels des IR-Scanners 2 ein originales IR-Reflektanz- Messspektrum eines Mess-Textils (z.B. eines Wäschestücks eines Endnutzers, o. Abb.) aufgenommen und an die Datenverarbeitungseinrichtung 3 übertragen. In a step S1, an original IR reflectance measurement spectrum of a measurement textile (e.g. a piece of laundry of an end user, not shown) is recorded by means of the IR scanner 2 and transmitted to the data processing device 3.
In einem Schritt S2 wird das originale IR-Reflektanz-Messspektrum in ein normiertes IR- Reflektanz-Messspektrum umgewandelt, z.B. unter Nutzung eines IR-Spektrums eines Standardmaterials und/oder eines Dunkelspektrums. In a step S2, the original IR reflectance measurement spectrum is converted into a standardized IR reflectance measurement spectrum, e.g. using an IR spectrum of a standard material and / or a dark spectrum.
In einem Schritt S3 wird das normierte IR-Reflektanz-Messspektrum in ein IR-Absorbanz- Messspektrum umgewandelt, z.B. durch Logarithmierung. In a step S3, the standardized IR reflectance measurement spectrum is converted into an IR absorbance measurement spectrum, e.g. by logarithmization.
In einem Schritt S4 wird das IR-Absorbanz-Messspektrum geglättet, z.B. mittels eines Savitzky-Golay-Filters. In a step S4, the IR absorbance measurement spectrum is smoothed, e.g. using a Savitzky-Golay filter.
In einem Schritt S5 wird das geglättete IR-Absorbanz-Messspektrum SNV-korrigiert. In a step S5, the smoothed IR absorbance measurement spectrum is SNV corrected.
In einem Schritt S6 wird das SNV-korrigierte geglättete IR-Absorbanz-Messspektrum ei ner Klassifizierung durch Vergleich mit Referenzspektren unterzogen, als deren Ergebnis die Textilart, bei Mischtextilien einschließlich der Anteile reiner Fasersorten, bestimmt wird. Dabei wird als die Textilart des Mess-Textils diejenige Referenz-Textilart, deren IR- Referenzspektrum eine beste Übereinstimmung mit dem IR-Messspektrum zeigt, als Tex tilart übernommen oder erkannt. In a step S6, the SNV-corrected smoothed IR absorbance measurement spectrum is subjected to a classification by comparison with reference spectra, as a result of which the type of textile, in the case of mixed textiles, including the proportions of pure fiber types, is determined. The textile type of the measuring textile is the reference textile type whose IR Reference spectrum shows a best match with the IR measurement spectrum, adopted as a textile type or recognized.
In einem Schritt S7 wird die erkannte Textilart angezeigt (z.B. an der Textilerkennungsvor richtung 1 und/oder einem damit datentechnisch verbindbaren Gerät wie einem Smart- phone usw.) und ggf. werden Wäschepflegehinweise ausgegeben. In a step S7, the recognized type of textile is displayed (e.g. on the textile recognition device 1 and / or a device that can be connected to it in terms of data technology, such as a smartphone, etc.) and laundry care instructions are output if necessary.
Fig.2 zeigt eine mögliche in Schritt S6 von Fig.1 verwendete Klassifizierungsstruktur mit verschiedenen Vergleichs- oder Entscheidungsblöcken B1 bis B8. 2 shows a possible classification structure used in step S6 of FIG. 1 with different comparison or decision blocks B1 to B8.
In einem ersten Entscheidungsblock B1 wird durch Vergleich des SNV-korrigierten geglät teten IR-Absorbanz-Messspektrums mit entsprechenden IR-Absorbanz-Referenzspektren untersucht, ob das IR-Messspektrum zu einem Textil gehörig ist ("TEX") oder nicht ("NONTEX"). Ob das IR-Messspektrum zu einem Textil gehörig ist oder nicht, wird durch ein Korrelationsverfahren bestimmt, wobei eine beste Übereinstimmung des IR- Messspektrums mit einem der IR-Referenzspektren als Übereinstimmung mit diesem Re ferenzspektrum gewertet wird. Die fehlende Zugehörigkeit zu einem Textil kann dadurch bestimmt werden, das die Abweichung zu allen IR-Referenzspektren, die zu einem Textil gehören, einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet, also keine ausreichend gute Übereinstimmung mit irgendeinem dieser IR-Referenzspektren vorliegt. In a first decision block B1, by comparing the SNV-corrected smoothed IR absorbance measurement spectrum with corresponding IR absorbance reference spectra, it is examined whether the IR measurement spectrum belongs to a textile ("TEX") or not ("NONTEX") . A correlation method determines whether the IR measurement spectrum belongs to a textile or not, whereby a best match of the IR measurement spectrum with one of the IR reference spectra is evaluated as a match with this reference spectrum. The lack of belonging to a textile can be determined by the fact that the deviation from all IR reference spectra belonging to a textile exceeds a predetermined threshold value, that is to say there is not a sufficiently good agreement with any of these IR reference spectra.
Falls das das IR-Messspektrum zu einem Textil gehörig klassifiziert worden ist, wird in einem Entscheidungsblock B2 durch Vergleich des SNV-korrigierten geglätteten IR- Absorbanz-Messspektrums mit (weiteren) IR-Absorbanz-Referenzspektren untersucht, ob das zu dem IR-Messspektrum gehörige Textil aus einer einzigen reinen Fasersorte be steht ("P") oder aus einer Fasermischung besteht ("MIX"). If the IR measurement spectrum has been classified as belonging to a textile, a decision block B2 examines whether this belongs to the IR measurement spectrum by comparing the SNV-corrected smoothed IR absorbance measurement spectrum with (further) IR absorbance reference spectra Textile consists of a single type of pure fiber ("P") or consists of a mixture of fibers ("MIX").
Die Entscheidungsblöcke B1 und B2 können auch als zu einer Grobklassifizierung zuge hörig angesehen werden. Decision blocks B1 and B2 can also be regarded as belonging to a rough classification.
Wird in Entscheidungsblock B2 festgestellt, dass ein sortenreines Textil vorliegt, wird zu Entscheidungsblock B3 verzweigt, in dem das IR-Messspektrum mit IR-Referenzspektren verglichen wird, die entweder einer reinen Fasersorte entsprechen oder eine Gruppe aus mehreren reinen Fasersorten entsprechen. Die reinen Fasersorten und Gruppen aus mehreren reinen Fasersorten sind hier als abgerundete Kästchen symbolisiert. If it is determined in decision block B2 that a pure textile is present, the process branches to decision block B3, in which the IR measurement spectrum is compared with IR reference spectra which either correspond to a pure fiber type or a group from correspond to several pure fiber types. The pure fiber types and groups of several pure fiber types are symbolized here as rounded boxes.
Die in Entscheidungsblock B3 verwendeten Gruppen aus mehreren reinen Fasersorten können z.B. umfassen: The groups of several pure fiber types used in decision block B3 can e.g. include:
- Gruppe aus zwei oder mehr zellulosischen Kunstfasern, - group of two or more cellulosic synthetic fibers,
- Gruppe aus zwei oder mehr Pflanzenfasern, - group of two or more vegetable fibers,
- Gruppe aus zwei oder mehr Fasern tierischen Ursprungs, - group of two or more fibers of animal origin,
- Gruppe aus zwei oder mehr Polymerfasern, sind aber nicht darauf beschränkt. - Group of two or more polymer fibers, but are not limited to this.
Das IR-Referenzspektrum einer Gruppe kann z.B. dann genutzt werden, wenn sich die IR-Referenzspektren der einzelnen reinen Fasersorten dieser Gruppe ähnlich sind. Das IR-Referenzspektrum der Gruppe kann dann auch als vergröbertes oder verallgemeiner tes IR-Referenzspektrum für diese Gruppe angesehen werden, das auf dieser Hierarchie stufe alle IR-Referenzspektren der einzelnen reinen Fasersorten dieser Gruppe ausrei chend gut annähert. The IR reference spectrum of a group can e.g. be used when the IR reference spectra of the individual pure fiber types in this group are similar. The IR reference spectrum of the group can then also be regarded as a coarsened or generalized IR reference spectrum for this group, which on this hierarchy level sufficiently approximates all IR reference spectra of the individual pure fiber types in this group.
Wird in Entscheidungsblock B3 festgestellt, dass das IR-Messspektrum zu einer einzelnen Fasersorte (z.B. Polyester) gehört, wird zu Entscheidungsblock B5 verzweigt. Wird in Ent scheidungsblock B3 festgestellt, dass das IR-Messspektrum zu einer Gruppe reiner Fa sersorten gehört, wird zu Entscheidungsblock B4 verzweigt. If it is determined in decision block B3 that the IR measurement spectrum belongs to a single type of fiber (e.g. polyester), a branch is made to decision block B5. If it is determined in decision block B3 that the IR measurement spectrum belongs to a group of pure fiber types, a branch is made to decision block B4.
In Entscheidungsblock B4 wird das IR-Messspektrum mit den einzelnen IR- Referenzspektren der reinen Fasersorten der Gruppe verglichen und die Zugehörigkeit des Textils zu einer dieser Fasersorten bestimmt. In decision block B4, the IR measurement spectrum is compared with the individual IR reference spectra of the pure fiber types in the group and the association of the textile with one of these fiber types is determined.
Die reinen Fasersorten sind als abgerundete Kästchen symbolisiert. The pure fiber types are symbolized as rounded boxes.
Die Entscheidungsblöcke B3 und B4 können als "Feinklassifizierung" angesehen werden. In Entscheidungsblock B5 wird anhand eines Vergleichs des IR-Messspektrums mit ent sprechend feinen IR-Referenzspektren qualitativ untersucht, ob die zuvor in den Ent scheidungsblöcken B3 oder B4 identifizierte reine Fasersorte (z.B. Wolle) nicht doch noch eine geringe Beimischung mindestens einer anderen Fasersorte (z.B. Polyamid und/oder Polyacrylnitril) aufweist (also doch eine Fasermischung vorliegt), und welche mindestens einer andere Fasersorte dies ist. Falls nicht, wird die so klassifizierte reine Fasersorte als Textilart einem Nutzer angezeigt. Die qualitativen Mischungen aus dominanten (fast rei nen) Fasersorten sind hier als abgerundete Kästchen symbolisiert. Decision blocks B3 and B4 can be viewed as "fine classification". In decision block B5, a comparison of the IR measurement spectrum with correspondingly fine IR reference spectra is used to qualitatively investigate whether the pure fiber type (e.g. wool) previously identified in decision blocks B3 or B4 is not a slight addition of at least one other fiber type (e.g. Polyamide and / or polyacrylonitrile) (ie there is a mixture of fibers), and which this is at least one other type of fiber. If not, the pure fiber type classified as textile type is displayed to a user. The qualitative blends of dominant (almost pure) fiber types are symbolized here as rounded boxes.
Falls die zuvor in Entscheidungsblock B5 identifizierte dominante "reine" Fasersorte eine geringe Beimischung anderer Fasersorten aufweist, wird in Entscheidungsblock B6 an hand eines Vergleichs des IR-Messspektrums mit entsprechend feinen IR- Referenzspektren durch Klassifikation quantifiziert, wie hoch die Anteile sind (z.B. 98 % Wolle + 2 % Polyamid). Folgend wird das Ergebnis der Klassifizierung einem Nutzer an gezeigt. Die quantitativen Mischungen aus dominanten (fast reinen) Fasersorten sind hier als abgerundete Kästchen symbolisiert, z.B. umfassend IR-Referenzspektren für Faser mischungen 99,5 % Wolle + 0,5 % Polyamid, 99 % Wolle + 1 % Polyamid, 98 % Wolle + 2 % Polyamid, usw. If the dominant "pure" fiber type previously identified in decision block B5 has a low admixture of other fiber types, then in decision block B6 a comparison of the IR measurement spectrum with correspondingly fine IR reference spectra is used to classify how high the proportions are (eg 98% Wool + 2% polyamide). The result of the classification is shown to a user below. The quantitative mixtures of dominant (almost pure) fiber types are symbolized here as rounded boxes, e.g. Comprehensive IR reference spectra for fiber blends 99.5% wool + 0.5% polyamide, 99% wool + 1% polyamide, 98% wool + 2% polyamide, etc.
Wird in Entscheidungsblock B2 festgestellt, dass eine Fasermischung vorliegt, wird zu Entscheidungsblock B7 verzweigt, in dem das IR-Messspektrum mit IR-Referenzspektren verglichen wird, die Mischungen unterschiedlicher Fasersorten. Die Mischungen unter schiedlicher Fasersorten sind hier als abgerundete Kästchen symbolisiert. If it is determined in decision block B2 that there is a fiber mixture, a branch is made to decision block B7, in which the IR measurement spectrum is compared with IR reference spectra, the mixtures of different types of fibers. The blends of different types of fibers are symbolized here as rounded boxes.
Mögliche Fasermischungen können z.B. eine Mischung aus zwei oder mehr der oben zu den Entscheidungsblöcken B3 und B4 reinen Fasersorten umfassen. Possible fiber mixtures can e.g. comprise a mixture of two or more of the pure fiber types above for decision blocks B3 and B4.
Ist die Fasermischung in Entscheidungsblock B7 qualitativ klassifiziert worden, wird fol gend in Entscheidungsblock B8 das IR-Messspektrum mit IR-Referenzspektren vergli chen, die unterschiedlichen Mischungsanteilen der zuvor qualitativ bestimmten Fasermi schung entsprechen. Folgend wird das Ergebnis der Klassifizierung einem Nutzer quanti tativ und qualitativ angezeigt. Die unterschiedlichen Mischungsanteile für grundsätzlich alle möglichen Fasermischungen sind hier als abgerundete Kästchen symbolisiert. Die Klassifizierung anhand der Entscheidungsblöcke B7 und B8 ist grundsätzlich ähnlich zu der Klassifizierung anhand der Entscheidungsblöcke B5 und B6, wobei IR- Referenzspektren auch anderer Fasermischungen und/oder Faseranteile verwendet wer den können, z.B. 50 % Wolle + 50 % Polyamid, 60 % Wolle + 40 % Polyamid, 70 % Wolle +30 % Polyamid usw. If the fiber mixture has been qualitatively classified in decision block B7, the IR measurement spectrum is subsequently compared in decision block B8 with IR reference spectra which correspond to different mixture proportions of the previously determined fiber mixture. The result of the classification is then displayed to a user quantitatively and qualitatively. The different blending proportions for basically all possible fiber blends are symbolized here as rounded boxes. The classification based on decision blocks B7 and B8 is basically similar to the classification based on decision blocks B5 and B6, whereby IR reference spectra of other fiber mixtures and / or fiber components can also be used, e.g. 50% wool + 50% polyamide, 60% wool + 40% polyamide, 70% wool +30% polyamide, etc .
Das obige Verfahren kann als Computerprogrammprodukt in der Datenverarbeitungsein richtung 3 vorhanden sein, z.B. als "embedded" Software. The above method can be present as a computer program product in the data processing device 3, e.g. as "embedded" software.
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf das gezeigte Ausführungsbei spiel beschränkt. Of course, the present invention is not limited to the exemplary embodiment shown.
So kann sich Schritt S6 oder S7 auch ein Ablauf zur Erkennung einer Fleckenart an schließen. Dieser Ablauf kann analog zu den Schritten S1 bis S7 oder S2 bis S7 durchge führt werden, wobei die IR-Referenzspektren dann Spektren unterschiedlicher Fleckenar ten oder Fleckenmaterialien darstellen. Lediglich in Schritt S2 wird das originale IR- Reflektanz-Messspektrum (das auch spektrale Anteile des Fleckenmaterials umfasst) nicht unter Nutzung eines Standardmaterials, sondern der Textilart normiert. Beispiels weise kann dazu ein IR-Reflektanzspektrum des fleckenfreien Textils als IR- Standardspektrum verwendet werden. In this way, step S6 or S7 can also be followed by a sequence for detecting a type of stain. This process can be carried out analogously to steps S1 to S7 or S2 to S7, the IR reference spectra then representing spectra of different stain types or stain materials. Only in step S2 is the original IR reflectance measurement spectrum (which also includes spectral components of the stain material) not standardized using a standard material, but the type of textile. For example, an IR reflectance spectrum of the spot-free textile can be used as the IR standard spectrum.
Auch kann sich der IR-Klassifikation eine visuelle / optische Fleckenerkennung anschlie ßen, wozu die Textilerkennungsvorrichtung auch noch einen optischen Sensor 4 aufwei sen kann, der in Fig.1 angedeutet ist. The IR classification can also be followed by visual / optical stain detection, for which the textile detection device can also have an optical sensor 4, which is indicated in FIG. 1.
Allgemein kann unter "ein", "eine" usw. eine Einzahl oder eine Mehrzahl verstanden wer den, insbesondere im Sinne von "mindestens ein" oder "ein oder mehrere" usw., solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist, z.B. durch den Ausdruck "genau ein" usw. In general, "a", "a" etc. can be understood to mean a single number or a plurality, in particular in the sense of "at least one" or "one or more" etc., as long as this is not explicitly excluded, e.g. by the expression "exactly one" etc.
Auch kann eine Zahlenangabe genau die angegebene Zahl als auch einen üblichen Tole ranzbereich umfassen, solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist. Bezugszeichenliste A number can also include the specified number as well as a customary tolerance range, as long as this is not explicitly excluded. Reference symbol list
1 Textilerkennungseinrichtung 1 textile recognition device
2 IR-Scanner 2 IR scanners
3 Datenverarbeitungseinrichtung 3 data processing device
4 Visueller Sensor 4 Visual sensor
S1-S7 Verfahrensschritte S1-S7 procedural steps
B1-B8 Entscheidungsblöcke B1-B8 decision blocks
TEX Textil TEX textile
NONTEX Nicht-Textil NONTEX non-textile
P Reine Fasersorte P Pure type of fiber
MIX Fasermischung MIX fiber blend

Claims

Patentansprüche Claims
1. Textilerkennungsvorrichtung (1 ), aufweisend einen IR-Scanner (2) und eine Da tenverarbeitungseinrichtung (3), wobei die Datenverarbeitungseinrichtung (3) dazu eingerichtet ist, anhand eines mittels des IR-Scanners (2) von einem Mess-Textil aufgenommenen IR-Messspektrums eine Textilart des Mess-Textils zu erkennen, wobei die Datenverarbeitungseinrichtung (3) dazu eingerichtet ist, das aufgenom mene IR-Messspektrum oder ein daraus berechnetes IR-Messspektrum anhand von Vergleichen mit IR-Referenzspektren, die unterschiedlichen Referenz- Textilarten entsprechen, zu klassifizieren und als die Textilart des Mess-Textils diejenige Referenz-Textilart, deren IR-Referenzspektrum eine beste Übereinstim mung mit dem IR-Messspektrum zeigt, zu übernehmen, dadurch gekennzeichnet, dass die IR-Referenzspektren Spektren von reinen Fasern und Spektren von Fasermischungen umfassen und die Datenverarbeitungseinrichtung (3) dazu ein gerichtet ist, dann, wenn als die Textilart eine Fasermischung erkannt worden ist, das IR-Messspektrum anhand von Vergleichen mit IR-Referenzspektren, die un terschiedlichen Mischungsanteilen der erkannten Fasermischung entsprechen, zu klassifizieren und die Mischungsanteile anhand des IR-Referenzspektrums, das eine beste Übereinstimmung mit dem IR-Messspektrum zeigt, zu erkennen. 1. Textile recognition device (1), comprising an IR scanner (2) and a data processing device (3), the data processing device (3) being set up by means of an IR picked up by a measurement textile using the IR scanner (2) -Measuring spectrum to recognize a textile type of the measuring textile, the data processing device (3) being set up to compare the recorded IR measuring spectrum or an IR measuring spectrum calculated therefrom on the basis of comparisons with IR reference spectra which correspond to different reference textile types classify and adopt as the textile type of the measurement textile that reference textile type whose IR reference spectrum shows the best match with the IR measurement spectrum, characterized in that the IR reference spectra include spectra of pure fibers and spectra of fiber mixtures and the data processing device (3) is set up for this purpose when a fiber mixture is recognized as the type of textile has been to classify the IR measurement spectrum on the basis of comparisons with IR reference spectra, which correspond to different mixture fractions of the identified fiber mixture, and to recognize the mixture fractions on the basis of the IR reference spectrum, which shows the best agreement with the IR measurement spectrum.
2. Textilerkennungsvorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinrichtung (3) dazu eingerichtet ist, eine nicht-lineare Se parationsmethode, insbesondere unter Verwendung von PLS Density, Bagging Trees oder Random Forrest, einzusetzen, um das IR-Messspektrum zu klassifizie ren. 2. Textile recognition device (1) according to claim 1, characterized in that the data processing device (3) is set up to use a non-linear separation method, in particular using PLS density, bagging trees or random forrest, in order to use the IR measurement spectrum to classify.
3. Textilerkennungsvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Untersuchung auf eine beste Übereinstimmung eine mehrstufige Untersuchung ist. 3. Textile recognition device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the examination for a best match is a multi-stage examination.
4. Textilerkennungsvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinrichtung (3) dazu einge richtet ist, dann, wenn die Textilart als eine reine Faser erkannt worden ist, das IR- Messspektrum anhand von Vergleichen mit IR-Referenzspektren, die Mischungen der erkannten reinen Faser mit geringen Anteilen von Fasern anderer Art entspre chen, zu klassifizieren und einen Mischungsanteil anhand des IR- Referenzspektrums, das eine beste Übereinstimmung mit dem IR-Messspektrum zeigt, zu erkennen. 4. Textile recognition device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the data processing device (3) is set up for this purpose, when the type of textile has been recognized as a pure fiber, the IR Classify the measurement spectrum on the basis of comparisons with IR reference spectra, which correspond to mixtures of the detected pure fiber with small fractions of fibers of another type, and to recognize a mixture fraction based on the IR reference spectrum, which shows the best match with the IR measurement spectrum.
5. Textilerkennungsvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Klassifizierung verwendeten IR-Spektren Absorbanzspektren, insbesondere geglättete und SNV-korrigierte Absorbanzspek- tren, sind. 5. Textile recognition device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the IR spectra used for the classification are absorbance spectra, in particular smoothed and SNV-corrected absorbance spectra.
6. Textilerkennungsvorrichtung (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinrichtung (3) dazu eingerichtet ist, die Absorbanzspektren aus gemessenen und folgend normierten Reflektanzspektren zu berechnen. 6. Textile recognition device (1) according to claim 5, characterized in that the data processing device (3) is set up to calculate the absorbance spectra from measured and subsequently standardized reflectance spectra.
7. Textilerkennungsvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinrichtung (3) zusätzlich dazu eingerichtet ist, anhand eines mittels des IR-Scanners (2) von dem Mess- Textil im Bereichs eines Flecks aufgenommenen IR-Messspektrums eine Flecken art des Flecks auf dem Mess-Textil zu erkennen. 7. Textile recognition device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the data processing device (3) is additionally set up to use an IR measurement spectrum recorded by means of the IR scanner (2) of the measurement textile in the area of a spot Detect the type of stain on the measuring textile.
8. Textilerkennungsvorrichtung (1 ) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Textilerkennungsvorrichtung (1 ) zusätzlich einen im visuellen Spektralbereich empfindlichen visuellen Sensor (4) aufweist und die Datenverarbeitungseinrichtung (3) dazu eingerichtet ist, zusätzlich anhand von mittels des visuellen Sensors (4) von dem Mess-Textil im Bereich des Flecks aufgenommenen visuellen Spektral werten durch Vergleich mit visuellen Referenzspektralwerten eine Fleckenart des Flecks auf dem Mess-Textil zu erkennen. 8. The textile recognition device (1) according to claim 7, characterized in that the textile recognition device (1) additionally has a visual sensor (4) which is sensitive in the visual spectral range and the data processing device (3) is set up to additionally by means of the visual sensor (4 ) to recognize a type of stain of the stain on the measurement textile by comparing it with visual reference spectral values of the measurement textile in the area of the stain.
9. Textilerkennungsvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der IR-Scanner (2) ein Handscanner ist. 9. Textile recognition device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the IR scanner (2) is a hand-held scanner.
10. Textilerkennungsvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinrichtung (3) in den IR- Scanner (2) integriert ist. 10. Textile recognition device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the data processing device (3) is integrated in the IR scanner (2).
1 1. Textilerkennungsvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinrichtung (3) in eine mit dem IR-Scanner (2) datentechnisch verbundenen externen Instanz integriert ist. 1 1. Textile recognition device (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the data processing device (3) is integrated in an external entity connected to the IR scanner (2) for data processing purposes.
12. Textilerkennungsvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Textilerkennungsvorrichtung (1 ) dazu eingerich tet ist, beruhend auf der erkannten Materialzusammensetzung mindestens einen Wäschepflegehinweis auszugeben. 12. Textile recognition device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the textile recognition device (1) is set up to output at least one laundry care instruction based on the recognized material composition.
13. Verfahren (S1-S7) zum Erkennen einer Textilart, bei dem 13. Method (S1-S7) for recognizing a type of textile, in which
mindestens ein IR-Messspektrum eines Mess-Textils aufgenommen wird (S1 ); das aufgenommene IR-Messspektrum oder ein daraus berechnetes IR- Messspektrum durch Vergleichen mit IR-Referenzspektren, die unterschiedli chen Referenz-Textilarten entsprechen, klassifiziert wird (S6), wobei die IR- Referenzspektren Spektren von reinen Fasern und Spektren von Fasermi schungen umfassen; und at least one IR measurement spectrum of a measurement textile is recorded (S1); the recorded IR measurement spectrum or an IR measurement spectrum calculated therefrom is classified by comparison with IR reference spectra which correspond to different reference textile types (S6), the IR reference spectra comprising spectra of pure fibers and spectra of fiber mixtures; and
als die Textilart des Mess-Textils diejenige Referenz-Textilart, deren IR- Referenzspektrum eine beste Übereinstimmung mit dem IR-Messspektrum zeigt, übernommen wird (S6), the reference textile type whose IR reference spectrum shows the best match with the IR measurement spectrum is adopted as the textile type of the measuring textile (S6),
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
dann, wenn als die Textilart eine Fasermischung erkannt worden ist, das IR- Messspektrum anhand von Vergleichen mit IR-Referenzspektren, die unter schiedlichen Mischungsanteilen der erkannten Fasermischung entsprechen, klassifiziert wird und when a fiber mixture has been recognized as the textile type, the IR measurement spectrum is classified on the basis of comparisons with IR reference spectra which correspond to the recognized fiber mixture under different blending proportions and
die Mischungsanteile anhand des IR-Referenzspektrums, das eine beste Übereinstimmung mit dem IR-Messspektrum zeigt, erkannt wird. the mixture proportions are recognized on the basis of the IR reference spectrum, which shows the best agreement with the IR measurement spectrum.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine nicht-lineare Separationsmethode, insbesondere unter Verwendung von PLS Density, Bagging Trees oder Random Forrest, eingesetzt wird, um das IR-Messspektrum zu klassifi zieren. 14. The method according to claim 13, characterized in that a non-linear separation method, in particular using PLS density, bagging Trees or Random Forrest, is used to classify the IR measurement spectrum.
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