圖像處理技術(shù)在紡織業(yè)的應(yīng)用

王偉

摘 要 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)在各個領(lǐng)域、行業(yè)中得到了廣泛的推廣應(yīng)用，本文主要針對計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)在紡織業(yè)的應(yīng)用情況進(jìn)行了全面的分析，并結(jié)合在紡織工業(yè)中常用的圖像處理方法對計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)進(jìn)行深入的分析與評價，這也為日后實(shí)現(xiàn)紡織工業(yè)自動化檢測的進(jìn)行探索，通過對其分析并且確定了在紡織業(yè)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)的實(shí)際意義，最后對計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)在紡織業(yè)的發(fā)展前景進(jìn)行了預(yù)測。

關(guān)鍵詞 紡織工業(yè)；圖象處理技術(shù)；應(yīng)用分析

中圖分類號：TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）19-0105-02

圖像處理技術(shù)（又稱為圖像分析技術(shù)），是當(dāng)前信息技術(shù)中一項(xiàng)快速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)，其綜合數(shù)字信號處理、計(jì)算機(jī)科學(xué)、幾何學(xué)、模式識別等等各方面的理論而發(fā)展而來，當(dāng)前在各個領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛，同時隨著我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，圖像處理技術(shù)得到了廣闊的發(fā)展空間，其應(yīng)用范圍呈爆炸式拓展，幾乎所有與成像有關(guān)的領(lǐng)域中都應(yīng)用了此技術(shù)，在當(dāng)前的紡織工業(yè)生產(chǎn)中，數(shù)字圖像分析技術(shù)也得到了廣泛的應(yīng)用。

1 當(dāng)前紡織工業(yè)中常用的圖像處理方法

在實(shí)際的紡織生產(chǎn)過程中，針對紡織原料、半成品以及成品的分析，都是要使用到圖像處理技術(shù)的，具體的分析過程如下：首先通過攝像機(jī)將紡織分析樣品攝入到計(jì)算機(jī)中，在經(jīng)過數(shù)字化技術(shù)處理，已達(dá)到所想要的結(jié)果，利用圖像處理技術(shù)來提高測量質(zhì)量和分析的精度，還需要去除由于各種因素引入的噪聲，之后才能得到易于分析的圖像結(jié)果，當(dāng)前常用的圖像處理方法主為傅立葉變換技術(shù)、圖像增強(qiáng)技術(shù)以及圖像分割技術(shù)。

二維傅立葉變換技術(shù)在圖像分析處理中發(fā)揮著重要的作用，通過傅立葉變換技術(shù)將空間域圖像變換為頻率域復(fù)函數(shù)，傅立葉變換技術(shù)在圖像處理中最大作用就是將圖像灰度強(qiáng)度分布分解成為一定振幅和相位頻率分布圖，當(dāng)然所有的圖像都可以通過頻率形式進(jìn)行描述，圖像灰度強(qiáng)弱的不同相對應(yīng)的為不同頻率振幅在，正是基于這一點(diǎn)，傅立葉變換技術(shù)在對非織造布纖維識別的過程中作用便是基于這一原理實(shí)現(xiàn)的，通過傅立葉變換技術(shù)處理各種圖象，將圖象中存在較大噪音或其單位克重較大區(qū)域進(jìn)行處理，適合于當(dāng)前紡織工業(yè)的在線測量，易于獲取功率譜中確定圖像的峰值，所以根據(jù)傅立葉變換得到功率譜圖像，進(jìn)而分析原圖像中的各種周期性成分，確定制造部纖維的類別。

圖像增強(qiáng)處理技術(shù)是為了去除圖像中的噪聲與影響分析的信息，并且可以增強(qiáng)圖像中所需要的分析的信息，改善圖像中目標(biāo)信息的視覺效果，亦或者將圖像轉(zhuǎn)變成為一種的易于人們分析的圖像，針對計(jì)算機(jī)處理而言，圖像增強(qiáng)只是為了方便機(jī)器對目標(biāo)信息的提取，主要的技術(shù)手段為對比度調(diào)節(jié)技術(shù)、灰度直方圖均衡技術(shù)、濾波去除噪聲技術(shù)、邊緣增強(qiáng)技術(shù)等，此外因?yàn)樾〔ǚ治隽己玫臅r頻特性，通過小波變換與重建算法實(shí)現(xiàn)對圖像信息增強(qiáng)。

圖像分割技術(shù)主要是針對數(shù)字圖像，通過將其劃分成各個互不相連接區(qū)域，集合所有象素都有相鄰或相接觸象素，主要的技術(shù)手段有圖像的閥值化處理技術(shù)，邊緣和特征檢測技術(shù)、區(qū)域增長技術(shù)。經(jīng)過閥值化處理得到是二值圖像，其并能滿足各種要求，所以對于二值圖還需要經(jīng)過進(jìn)一步的處理，提高二值圖的質(zhì)量，使得二值圖易于分析，常見處理手段有腐蝕、膨脹、細(xì)化、粗化、抽骨架等等方法，靈活應(yīng)用這些方法可以得到你想要的圖像。

從上述可以看出的圖像處理技術(shù)在紡織業(yè)中應(yīng)用，對紡織業(yè)的發(fā)展意義重大，同時計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)的廣泛應(yīng)用也在推動紡織領(lǐng)域的發(fā)展，不斷拓寬發(fā)展范圍。

2 紡織工業(yè)中實(shí)際應(yīng)用的圖像處理技術(shù)

圖像處理技術(shù)在紡織工業(yè)的運(yùn)用意義重大，其在紡織業(yè)中主要是在以下幾個方面運(yùn)用重大。

2.1 在非織造布中纖維識別及纖維取向分析的應(yīng)用

在非織造布生產(chǎn)過程中，纖維識別與纖維取向分析對非織造布質(zhì)量影響重大，早起人們是采用直接手工測試的方法對纖維取向進(jìn)行分析評價，但是效率不高而且效果欠佳，之后便通過一些間接的方式進(jìn)行分析，例如張力分析法、微波法、超聲法和折射法等等間接方法，雖然效率有所增加，但是其分析結(jié)果收到各方面的主觀因素的影響，可靠性較差，而使用圖像分析法，是當(dāng)前應(yīng)用最廣、可靠性最強(qiáng)的方法，對識別非織造布中纖維及纖維取向分析意義，主要的技術(shù)手段有傅里葉變換識別技術(shù)、流場分析技術(shù)以及直接蹤跡技術(shù)，通過對纖維圖像的處理，在通過一系列的方法對圖像進(jìn)行二次處理，以獲得預(yù)想中的結(jié)果，易于后期的結(jié)果分析。

2.2 在織物表面特性分析中的應(yīng)用

對織物表面特性分析是紡織工業(yè)中重要的生產(chǎn)關(guān)節(jié)，通過對織物圖像中特征參數(shù)的分析評價，確定織物表面特性情況，主要是進(jìn)行兩方面工作：針對織物表面疵點(diǎn)的分析評價與針對織物折皺等級的分析評定。

織物表面疵點(diǎn)對織物的外觀效果有著直接影響，所以這也成為了評價織物等級的重要指標(biāo)，計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展圖像分析技術(shù)完善，使得可以通過計(jì)算機(jī)圖像分析技術(shù)來對織物表面疵點(diǎn)進(jìn)行分析，這是當(dāng)前一種應(yīng)用廣泛的技術(shù)，通過對織物表面進(jìn)行灰度統(tǒng)計(jì)，提取圖像上的特征區(qū)域，在通過對疵點(diǎn)運(yùn)用模式識別技術(shù)進(jìn)行分析評價，當(dāng)前主要的技術(shù)為靜態(tài)織物表面疵點(diǎn)的分析評價技術(shù)，而動態(tài)織物表面疵點(diǎn)的分析技術(shù)是以后發(fā)展的重要趨勢，在未來市場中具有重大的使用價值，但是在當(dāng)前還需要進(jìn)行一步的研究開發(fā)。

針對織物折皺等級的分析評價也是影響織物的質(zhì)量等級的重要因素，早前主要是通過對織物折皺恢復(fù)角來確定織物折皺程度，但是這種方法最主要是直觀性不強(qiáng)，而通過計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)，對圖像進(jìn)行變換，提取出圖像中的特征信息，使得織物的折皺性能分析評價高?？旖荩渲行〔ǚ治黾夹g(shù)通過將織物的圖像信息分解成不同的頻率信號輸出，將織物表面的細(xì)節(jié)特征轉(zhuǎn)換成為頻率圖像，使得人易于區(qū)分不同織物折皺的外在差異，進(jìn)一步加強(qiáng)分析結(jié)果的可靠性。

2.3 在織物圖案自動識別分

如下圖所示，其為圖像識別的一般流程，首先對圖像進(jìn)行CCD攝入，之后經(jīng)過A＼D轉(zhuǎn)換，成為數(shù)字圖像，在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行明暗處理，預(yù)處理，信息特征提取匹配等等，之后提取特征值中，開始對織物的圖像進(jìn)行識別，最后進(jìn)行量化分類，將最終的分析結(jié)果輸出，在這個過程中需要注意以下幾點(diǎn)：1）在對像素值處理時，通過對向量對特征信息與角邊緣的幾何特征進(jìn)行處理；2）分析評價時，通過與原圖像的分析，通過統(tǒng)計(jì)上的圖案特征信息，對結(jié)果進(jìn)行評定。

2.4 在紗線混紡圖像處理與分析的應(yīng)用

圖像信息處理技術(shù)對于紡織行業(yè)發(fā)展有著重要意義，早期對混紡紗的混紡生產(chǎn)質(zhì)量檢測問題一直難點(diǎn)，通過化學(xué)分析法及顯微鏡橫截面觀察法進(jìn)行測試得到的效果可靠性低、效率低，不適合混紡紗的混紡的發(fā)展，而通過計(jì)算機(jī)提取特征參數(shù)對纖維的自動識別，有效的測量了混紡比，并且實(shí)現(xiàn)動態(tài)的檢測混紡比，對混紡紡織的發(fā)展意義重大，紗線混紡比測試圖像處理與分析如下圖。

可以看出提取混紡紗中不同纖維的特征量是整個過程的核心，當(dāng)前對麻、絲/毛、麻/滌、毛/滌混紡工藝的測量技術(shù)已經(jīng)是比較的先進(jìn)，通過現(xiàn)有織物仿真CAD系統(tǒng)基礎(chǔ)，再結(jié)合紡織檢測技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對對紗線實(shí)物混紡檢測到最終織物的模擬測試，大大提高了紗線評定質(zhì)量，有利于對混紗線織成的織物外觀質(zhì)量、混紗線織成的織物的評定，同時有利于控制織物表面起毛起球性、織物結(jié)構(gòu)的自動分析以及織造工藝過程質(zhì)量控制等，對婚紗紡織有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

3 結(jié)束語

綜上所述，通過計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)對紡織物的檢測，有效的加強(qiáng)了分析結(jié)果的穩(wěn)定性，同時使得計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)在紡織行業(yè)應(yīng)用廣泛，極大地提高了檢測效率，應(yīng)用前景良好，但是針對動態(tài)的紡織圖像處理還需要進(jìn)一步的研究，也是未來圖像處理技術(shù)在紡織工業(yè)發(fā)展的重要趨勢。

參考文獻(xiàn)

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