專利名稱：紗線外觀質量數字圖像分析的方法
技術領域：
本發明涉及計算機應用領域，特別涉及一種紗線外觀質量數字圖像分析的方法。
背景技術：
目前，在國內外紗線外觀質量檢測方法中，有常用的“電容式紗線條干均勻度儀”。它基于電容介質變化原理，利用兩個金屬板構成一個空氣電容器，當紗線通過這個電容器時，由于紗線的粗細、材料不同，引起感應電流變化，這個變化反應了紗線條干的不勻率。其測量的結果往往與實際的外觀質量不一致，無法得到紗線質量的一個重要物理指標“毛羽值”，這就增加了紡紗生產過程質量控制的難度。
近年出現了一種采用圖像投影方式的紗線外觀質量檢測裝置。但是，這種裝置是采用線陣CCD獲得紗線外觀輪廓投影的方法，并不能得到紗線外觀實際圖像。這影響到紗線結構(例如捻度)和織物紡真分析的結果，無法令人滿意。同時，這種裝置不能對紗線進行靜態圖像分析。對于克服上述缺陷，現有技術還不能滿足要求。
發明內容
本發明的目的在于提供一種通過獲取紗線外觀的真實圖像，并根據圖像數據對紗線外觀質量進行高精確度的動態和/或靜態分析的方法。
為達到上述目的，本發明提供一種紗線外觀質量數字圖像分析的方法，該方法通過由光源，計算機主機和與其相連的攝像機、顯示器、打印機以及紗線傳動和光源控制單元構成的數字圖像分析系統，進行紗線外觀質量數字圖像分析，該方法包括如下步驟1)啟動紗線傳動及光源控制單元調整和控制紗線傳動狀態和攝像機光源；2)啟動攝像機獲取紗線外觀的多組幀圖像；3)將紗線外觀全部幀圖像以數字形式輸入圖像數據分析系統的圖像模式識別程序，該程序輸出下述測量值紗線條干直徑、毛羽根數、毛羽長度；4)根據紗線條干直徑、毛羽根數、毛羽長度的測量值，計算紗線外觀的各項物理指標，包括紗線條干直徑的平均值、相對標稱值的偏移率；紗線條干的不勻率、標準差、變異系數；紗線毛羽值、標準差、變異系數；各級紗疵數；波譜系數，并形成紗線條干和毛羽特征統計的直方圖；5)將所測的紗線外觀各項物理指標輸入圖像數據分析的織物仿真操作程序，進行各類紡織物的實物仿真并輸出實物仿真圖；6)將紗線外觀的圖像數據進行模擬黑板顯示；7)將所測的各項物理指標用圖像、表格、曲線和直方圖多種形式顯示和/或用打印機輸出。
本發明紗線外觀質量數字圖像分析的方法，其中，圖像數據分析系統的圖像模式識別程序執行如下步驟1)輸入由攝像機獲取的紗線外觀幀圖像數據；2)計算自適應的閾值；3)檢測紗線的條干直徑；4)檢測紗線的毛羽根數、毛羽長度；5)輸出紗線條干直徑、毛羽根數、毛羽長度的測量值。
本發明紗線外觀質量數字圖像分析方法，其中，圖像數據分析的織物仿真程序執行如下步驟1)輸入織物類型，即確定紡織物中紗線的編制結構和密度；2)輸入條干直徑，即確定由計算程序得到的條干直徑測量值；3)生成紋理，即根據織物類型和條干直徑測量值，生成顯示實際織物的效果仿真圖。
本發明的優點在于本發明的方法是以面陣式攝像機為工具，采用攝像方式獲取紗線外觀的真實圖像，對反映紗線外觀質量的圖像數據進行高精確度的動態和/或靜態分析，其分析結果精度高。所測的各項物理指標用圖像、表格、曲線和直方圖等多種形式顯示和/或打印，并可給出實物仿真圖及模擬黑板顯示，滿足了廣大用戶的使用要求。
下面結合實施例參照附圖進行詳細說明，以求對本發明的目的、特征和優點得到更深入的理解。
圖1是紗線外觀質量數字圖像分析系統的原理框圖；圖2是圖像數據分析系統的圖像模式識別程序的流程圖；圖3是圖像數據分析系統的織物仿真程序的流程圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明進行詳細說明。
本發明的方法采用攝像機獲取紗線外觀圖像，并用計算機系統對圖像數據進行外觀質量分析。參照圖1，系統包括光源，計算機主機和與其相連的攝像機、顯示器、打印機，以及紗線傳動和光源控制單元。其中，計算機主機設置有圖像卡和圖像數據分析軟件，其核心程序是計算程序和織物仿真程序。
在本發明的實施例中，攝像機采用面陣式攝像機。系統既可對運動中的紗線進行檢測，也可對一段靜止紗線進行檢測。攝像機在直流光源下攝入紗線外觀圖像，這組圖像以數字形式傳入圖像數據分析系統，圖像數據分析系統由計算機主機、圖像卡和圖像數據分析軟件組成。紗線外觀的各項物理指標分析結果可以輸出到顯示器和打印機上，紗線傳動及光源控制單元接收圖像數據分析系統的指令，以控制紗線傳動狀態和光源。其中，圖像數據分析軟件執行如下步驟
1)啟動紗線傳動及光源控制單元調整和控制紗線傳動狀態和攝像機光源；2)啟動攝像機獲取紗線外觀的多組幀圖像；3)將紗線外觀全部幀圖像以數字形式輸入圖像數據分析系統的圖像模式識別程序，該程序輸出下述測量值紗線條干直徑、毛羽根數、毛羽長度；4)根據紗線條干直徑、毛羽根數、毛羽長度的測量值，計算紗線外觀的各項物理指標，包括紗線條干直徑的平均值、相對標稱值的偏移率；紗線條干的不勻率、標準差、變異系數；紗線毛羽值、標準差、變異系數；各級紗疵數；波譜系數，并形成紗線條干和毛羽特征統計的直方圖；5)將所測的紗線外觀各項物理指標輸入圖像數據分析系統的織物仿真操作程序，進行各類紡織物的實物仿真并輸出實物仿真圖；6)將紗線外觀的圖像數據進行模擬黑板顯示；7)將所測的各項物理指標用圖像、表格、曲線和直方圖多種形式顯示和/或用打印機輸出。
其中，圖像數據分析系統的圖像模式識別程序執行如下步驟1)輸入由攝像機獲取的紗線外觀幀圖像數據；2)計算自適應的閾值；3)檢測紗線的條干直徑；4)檢測紗線的毛羽根數、毛羽長度；5)輸出紗線條干直徑、毛羽根數、毛羽長度的測量值。
圖像數據分析系統的織物仿真程序執行如下步驟1)輸入織物類型，即確定紡織物中紗線的編制結構和密度；2)輸入條干直徑，即確定由計算程序得到的條干直徑測量值；3)生成紋理，即根據織物類型和條干直徑測量值，生成顯示實際織物的效果仿真圖。
參照圖2，輸入的圖像數據是由攝像機得到的，閾值是自適應的，根據閾值檢測紗線條干的邊界和紗線的毛羽，輸出是紗線條干的直徑和毛羽根數、毛羽長度的統計結果。從而實現對每一幀圖像的測量。
參照圖3，“輸入織物類型”包括內容是紡織物中紗線的編制結構和密度，編制結構例如為機織平紋、機織斜紋、機織緞紋、平針等。在機織物中，密度指單位面積中經線和緯線的根數；在針制物中，密度指單位面積中紗線的長度。“輸入條干直徑”是指由數字圖像經過計算程序得到的條干直徑測量值。“生成紋理”指根據織物類型和條干直徑測量值生成顯示實際織物的信真效果圖。
權利要求
1.一種紗線外觀質量數字圖像分析的方法，該方法通過由光源，計算機主機和與其相連的攝像機、顯示器、打印機以及紗線傳動和光源控制單元構成的數字圖像分析系統，進行紗線外觀質量數字圖像分析，該方法包括如下步驟1)啟動紗線傳動及光源控制單元，調整和控制紗線傳動狀態和攝像機光源；2)啟動攝像機獲取紗線外觀的多組幀圖像；3)將紗線外觀全部幀圖像以數字形式輸入圖像數據分析系統的圖像模式識別程序，該程序輸出下述測量值紗線條干直徑、毛羽根數、毛羽長度；4)根據紗線條干直徑、毛羽根數、毛羽長度的測量值，計算紗線外觀的各項物理指標，包括紗線條干直徑的平均值、相對標稱值的偏移率；紗線條干的不勻率、標準差、變異系數；紗線毛羽值、標準差、變異系數；各級紗疵數；波譜系數，并形成紗線條干和毛羽特征統計的直方圖；5)將所測的紗線外觀各項物理指標輸入圖像數據分析系統的織物仿真程序，進行各類紡織物的實物仿真并輸出實物仿真圖；6)將紗線外觀的圖像數據進行模擬黑板顯示；7)將所測的各項物理指標用圖像、表格、曲線和直方圖多種形式顯示和/或用打印機輸出。
2.根據權利要求1所述的方法，其中所述圖像數據分析系統的圖像模式識別程序執行如下步驟1)輸入由攝像機獲取的紗線外觀幀圖像數據；2)計算自適應的閾值；3)檢測紗線的條干直徑；4)檢測紗線的毛羽根數、毛羽長度；5)輸出紗線條干直徑、毛羽根數、毛羽長度的測量值。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其中所述圖像數據分析系統的織物仿真程序執行如下步驟1)輸入織物類型，即確定紡織物中紗線的編制結構和密度；2)輸入條干直徑，即確定由計算程序獲取的條干直徑測量值；3)生成紋理，即根據織物類型和條干直徑的測量值，生成顯示實際織物的效果仿真圖。
4.根據權利要求3所述的方法，其中所述調整和控制紗線傳動狀態包括指令紗線處于靜止。
全文摘要
本發明公開了一種紗線外觀質量數字圖像分析的方法，該方法采用攝像機獲取紗線外觀幀圖像，以數字形式輸入圖像數據分析系統，進行圖像模式識別，得到紗線條干直徑、毛羽根數、毛羽長度的測量值，進行圖像模式識別并計算出各項物理指標，從而得到紗線外觀質量的動態和/或靜態分析結果。本發明的優點在于采用面陣攝像機獲取紗線外觀真實圖像，分析結果的精度高。所測的各項物理指標用圖像、表格、曲線和直方圖等多種形式顯示和/或打印，并給出實物仿真圖及模擬黑板顯示。本方法既可對紗線外觀質量進行高精確度的動態分析，也可對對紗線外觀質量進行高精確度的靜態分析，滿足了廣大用戶的使用要求。
文檔編號G01N21/88GK1635363SQ20031011607
公開日2005年7月6日 申請日期2003年12月30日 優先權日2003年12月30日
發明者楊大利, 王駿 申請人:楊大利, 王駿