專利名稱：一種基于鱗片圖文特征的織物羊絨含量檢測系統及方法
技術領域：
本發明涉及一種基于鱗片圖文特征的織物羊絨含量檢測系統和方法，運用圖像采集及圖像處理技術、信息處理技術、人工智能計算和專家識別系統，結合不同的預測模型檢測織物的羊絨含量。
背景技術：
山羊絨是珍貴稀有的特種動物纖維，用山羊絨原料制成的紡織品具有輕、柔、滑、暖的風格，是制作高檔服裝面料的首選。但是羊絨與綿羊毛同屬天然蛋白質纖維，化學性能和外觀都很相似；另一方面隨著科技的發展，羊毛的“仿羊絨”惟妙惟肖，使得羊絨含量分析成為生產貿易中的難解問題。目前我國國內現有關于山羊絨與羊毛、特種動物纖維混合物鑒別分析的方法主要由掃描電鏡法、溶液伸展法、光學投影顯微法。掃描電子顯微鏡SEM方法，機器價格昂貴，絕大多數企業、質檢機構都沒配備；光學投影顯微鏡法雖然操作簡單，但正確區分毛絨類纖維還有一定難度，存在一定誤差，特別是不同實驗室、不同操作人員的檢驗結果往往會有較大的差異。所以從經濟、技術的角度，真正普及使用的仍然是纖維投影儀法。隨著紡織品更新換代的加速，這項傳統鑒別方法的缺陷日益顯示出來，如它不能區分鱗片的細微結構，不能測試鱗片的邊緣厚度。特別是對于染深色的紡織品鑒別具有相當的難度。所以必須使用新的測試手段來解決這一問題。生物芯片法(DNA分析)和計算機圖形分析法現在也用于鑒別羊絨羊毛混紡織物。DNA分析技術則可以突破依據動物纖維形態結構鑒別的局限性，利用顯示生物特征的各種生物物種所具有不同的DNA序列信息進行鑒別，但是該技術還存在一些技術難點，比如不同動物纖維DNA的有效提取方法和多組分混紡產品DNA定量分析方法等；由于紡織服裝用的動物纖維一般沒有毛囊，而且都經過堿處理和染色處理等，使動物纖維的提取難度增大；另外，多組分混紡產品的DNA定量分析方法還有待進一步研究解決。
發明內容
本發明的一個目的是提供一種可以實現全自動、無損、快速連續測量、操作簡單、測試成本低的基于鱗片圖文特征的織物羊絨含量檢測系統。本發明的另一個目的是提供一種基于鱗片圖文特征的織物羊絨含量的檢測方法。為了達到上述目的，本發明的一個技術方案是提供了一種基于鱗片圖文特征的織物羊絨含量檢測系統，其特征在于，包括:信息采集系統，用于獲取羊絨織物或羊絨衫的表面圖像及纖維光澤度數字量；計算機圖像及信息處理模塊，對由信息采集系統傳輸來的表面圖像進行處理獲得獲得纖維細度、鱗片密度、鱗片平均長度、鱗片邊界周長和鱗片顯示面積；專家識別系統，將由計算機圖像及信息處理模塊獲得的纖維細度、鱗片密度、鱗片平均長度、鱗片邊界周長和鱗片顯示面積及由信息采集系統得到的纖維光澤度數字量與專家識別系統內預存的羊絨特征數據進行比對分析，進而識別、標識出表面圖像里的羊絨面積，并最終得到織物表面羊絨含量；智能預測預報系統，在分析織物表面羊絨含量和織物含量的關系基礎上，通過灰色預測模型和人工神經網絡模型分別預測預報織物羊絨含量，兩者互為驗證。優選地，所述信息采集系統包括用于放置所述羊絨織物或羊絨衫的載物臺及對所述羊絨織物或羊絨衫進行掃描的掃描探頭。優選地，所述掃描探頭包括用于獲取所述羊絨織物或羊絨衫纖維光澤度的纖維光澤儀及連接有高清攝像頭的三維掃描儀，通過高清攝像頭拍攝所述羊絨織物或羊絨衫的表面圖像，并由三維掃描儀將獲得的表面圖像傳輸給所述計算機圖像及信息處理模塊。優選地，由所述纖維光澤儀獲得的光信號經光電轉換器后轉換為電信號，該電信好送入電路比較器和模數轉換器后獲得所述纖維光澤度數字量。本發明的另一個技術方案是提供了一種基于鱗片圖文特征的織物羊絨含量的檢測方法，其特征在于，步驟為:第一步、將制備的羊絨織物或市售的羊絨衫平放于載物臺上，由計算機圖像及信息處理模塊控制三維掃描儀通過高清攝像頭獲取羊絨織物或羊絨衫的表面圖像，同時，由纖維光澤儀對同一部位的纖維光澤度進行測量獲得纖維光澤度數字量；第二步、計算機圖像及信息處理模塊對獲得的表面圖像進行處理，得到纖維細度、鱗片密度、鱗片平均長度、鱗片邊界周長和鱗片顯示面積；第三步、將纖維細度、鱗片密度、鱗片平均長度、鱗片邊界周長和鱗片顯示面積以及纖維光澤度數字量輸入專家識別系統，由專家識別系統將這些參數與預存在專家識別系統內的相應的羊毛特征數據進行比對，并計算得到織物表面羊絨含量；第四步、在分析織物表面羊絨含量和織物含量的關系基礎上，由智能預測預報系統通過灰色預測模型和人工神經網絡模型分別預測預報織物羊絨含量，兩者互為驗證。本發明通過無損的方法，結合智能專家系統和不同的預測模型，既解決了傳統檢測方法前期準備時間長、過程復雜、效率低的不足，同時也大大提高了檢測的準確性。
圖1為本發明提供的一種基于鱗片圖文特征的織物羊絨含量檢測系統的示意圖；圖2為專家識別系統的內部流程圖。
具體實施例方式為使本發明更明顯易懂，茲以優選實施例，并配合附圖作詳細說明如下。如圖1所示，本發明提供的一種基于鱗片圖文特征的織物羊絨含量檢測系統，包括:信息采集系統1，用于獲取羊絨織物或羊絨衫的表面圖像及纖維光澤度數字量；計算機圖像及信息處理模塊2，對由信息采集系統I傳輸來的表面圖像進行處理獲得獲得纖維細度、鱗片密度、鱗片平均長度、鱗片邊界周長和鱗片顯示面積；專家識別系統，將由計算機圖像及信息處理模塊2獲得的纖維細度、鱗片密度、鱗片平均長度、鱗片邊界周長和鱗片顯示面積及由信息采集系統I得到的纖維光澤度數字量與專家識別系統內預存的羊絨特征數據進行比對分析，進而識別、標識出表面圖像里的羊絨面積，并最終得到織物表面羊絨含量；智能預測預報系統3，在分析織物表面羊絨含量和織物含量的關系基礎上，通過灰色預測模型和人工神經網絡模型分別預測預報織物羊絨含量，兩者互為驗證。信息采集系統I包括用于放置所述羊絨織物或羊絨衫的載物臺4及對所述羊絨織物或羊絨衫進行掃描的掃描探頭5。掃描探頭5包括用于獲取所述羊絨織物或羊絨衫纖維光澤度的纖維光澤儀及連接有高清攝像頭的三維掃描儀，通過高清攝像頭拍攝所述羊絨織物或羊絨衫的表面圖像，并由三維掃描儀將獲得的表面圖像傳輸給所述計算機圖像及信息處理模塊2。采用圖像技術將灰度圖像處理成單像素寬度的二值圖，從二值圖中提取描述兩類纖維鱗片形狀特征的比對指標及細度、鱗片高度或密度、鱗片邊界周長和鱗片顯示面積。由所述纖維光澤儀獲得的光信號經光電轉換器后轉換為電信號，該電信號送入電路比較器和模數轉換器后獲得所述纖維光澤度數字量。本發明還提供了一種基于鱗片圖文特征的織物羊絨含量的檢測方法，其步驟為:第一步、將制備的羊絨織物或市售的羊絨衫平放于載物臺4上，由計算機圖像及信息處理模塊2控制三維掃描儀通過高清攝像頭獲取羊絨織物或羊絨衫的表面圖像，同時，由纖維光澤儀對同一部位的纖維光 澤度進行測量獲得纖維光澤度數字量；第二步、計算機圖像及信息處理模塊2對獲得的表面圖像進行處理，得到可識別的每個纖維區域的纖維細度、鱗片密度、鱗片平均長度、鱗片邊界周長和鱗片顯示面積；第三步、將纖維細度、鱗片密度、鱗片平均長度、鱗片邊界周長和鱗片顯示面積以及纖維光澤度數字量輸入專家識別系統，由專家識別系統將這些參數與預存在專家識別系統內的相應的羊毛特征數據進行比對，并計算得到織物表面羊絨含量，其中，專家識別系統的內部流程圖如圖2所示，其具體實現步驟為:步驟1、依次對每個纖維區域的纖維細度、鱗片密度、鱗片平均長度、鱗片邊界周長和鱗片顯示面積以及纖維光澤度數字量與案例庫中的預存的真實羊絨的相應數據比較，如果特征值符合案例庫中的特征，則將當前纖維區域判斷為羊絨區域，如若不能直接確定，則可以根據纖維細度、鱗片密度、鱗片平均長度及纖維光澤度和案例庫中標本比照，尋找最高相似率按30%、30%、20%、20%加權值求和，若和羊絨相似度值大于等于80%可確定為羊絨區域，當前纖維區域在初判后若為羊絨區域，則計算當前羊絨區域的面積，對于第i個
羊絨區域Lai，bj，其面積
權利要求
1.一種基于鱗片圖文特征的織物羊絨含量檢測系統，其特征在于，包括: 信息采集系統(I)，用于獲取羊絨織物或羊絨衫的表面圖像及纖維光澤度數字量； 計算機圖像及信息處理模塊(2)，對由信息采集系統(I)傳輸來的表面圖像進行處理獲得獲得纖維細度、鱗片密度、鱗片平均長度、鱗片邊界周長和鱗片顯示面積； 專家識別系統，將由計算機圖像及信息處理模塊(2)獲得的纖維細度、鱗片密度、鱗片平均長度、鱗片邊界周長和鱗片顯示面積及由信息采集系統(I)得到的纖維光澤度數字量與專家識別系統內預存的羊絨特征數據進行比對分析，進而識別、標識出表面圖像里的羊絨面積，并最終得到織物表面羊絨含量； 智能預測預報系統(3)，在分析織物表面羊絨含量和織物含量的關系基礎上，通過灰色預測模型和人工神經網絡模型分別預測預報織物羊絨含量，兩者互為驗證。
2.如權利要求1所述的一種基于鱗片圖文特征的織物羊絨含量檢測系統，其特征在于，所述信息采集系統(I)包括用于放置所述羊絨織物或羊絨衫的載物臺(4)及對所述羊絨織物或羊絨衫進行掃描的掃描探頭(5)。
3.如權利要求2所述的一種基于鱗片圖文特征的織物羊絨含量檢測系統，其特征在于，所述掃描探頭(5)包括用于獲取所述羊絨織物或羊絨衫纖維光澤度的纖維光澤儀及連接有高清攝像頭的三維掃描儀，通過高清攝像頭拍攝所述羊絨織物或羊絨衫的表面圖像，并由三維掃描儀將獲得的表面圖像傳輸給所述計算機圖像及信息處理模塊(2)。
4.如權利要求3所述的一種基于鱗片圖文特征的織物羊絨含量檢測系統，其特征在于，由所述纖維光澤儀獲得的光信號經光電轉換器后轉換為電信號，該電信好送入電路比較器和模數轉換器后獲得所述纖維光澤度數字量。
5.一種基于鱗片圖文特征的織物羊絨含量的檢測方法，其特征在于，步驟為: 第一步、將制備的羊絨織物或市售的羊絨衫平放于載物臺(4)上，由計算機圖像及信息處理模塊(2)控制三維掃描儀通過高清攝像頭獲取羊絨織物或羊絨衫的表面圖像，同時，由纖維光澤儀對同一部位的纖維光澤度進行測量獲得纖維光澤度數字量； 第二步、計算機圖像及信息處理模塊(2)對獲得的表面圖像進行處理，得到纖維細度、鱗片密度、鱗片平均長度、鱗片邊界周長和鱗片顯示面積； 第三步、將纖維細度、鱗片密度、鱗片平均長度、鱗片邊界周長和鱗片顯示面積以及纖維光澤度數字量輸入專家識別系統，由專家識別系統將這些參數與預存在專家識別系統內的相應的羊毛特征數據進行比對，并計算得到織物表面羊絨含量； 第四步、在分析織物表面羊絨含量和織物含量的關系基礎上，由智能預測預報系統(3)通過灰色預測模型和人工神經網絡模型分別預測預報織物羊絨含量，兩者互為驗證。
全文摘要
本發明的一個技術方案是提供了一種基于鱗片圖文特征的織物羊絨含量檢測系統，其特征在于，包括信息采集系統；計算機圖像及信息處理模塊；專家識別系統及智能預測預報系統，在分析織物表面羊絨含量和織物含量的關系基礎上，通過灰色預測模型和人工神經網絡模型分別預測預報織物羊絨含量，兩者互為驗證。本發明的另一個技術方案是提供了一種基于鱗片圖文特征的織物羊絨含量的檢測方法。本發明通過無損的方法，結合智能專家系統和不同的預測模型，既解決了傳統檢測方法前期準備時間長、過程復雜、效率低的不足，同時也大大提高了檢測的準確性。
文檔編號G01N21/84GK103149210SQ20131005911
公開日2013年6月12日 申請日期2013年2月25日 優先權日2013年2月25日
發明者王軍, 于偉東, 代國亮, 石先軍 申請人:東華大學