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1、.紗線黑板條干自動評定的圖象處理技術(shù)紗線條干均勻度的檢測方法目前主要有烏斯特均勻度儀檢測法和目光檢測法等。烏斯特(Uster)均勻度儀檢測法是應(yīng)用電容原理檢測紗條不勻率。它對檢測試樣各段的濕度均勻程度以及試驗環(huán)境條件要求較高，且不適宜對不同介電系數(shù)的纖維混紡試樣檢測；同時其檢測結(jié)果反映的是紗線截面內(nèi)纖維的多少，不能準(zhǔn)確反映紗線的外觀質(zhì)量。黑板條干（目光檢測法）通過眼觀紗條在黑板上形成的陰影，記數(shù)棉結(jié)等指標(biāo)來評定紗線外觀質(zhì)量；但目光檢測法具有主觀性強、需要精確與繁重工作的弱點。基于此，我們開發(fā)了紗線黑板條干自動評定法，它與目光檢測法檢測原理一致，通過把紗線黑板以圖象的方式攝入計算機，然后計算機對

2、輸入的圖象進行一系列處理，最后記數(shù)棉結(jié)和統(tǒng)計出表示紗線外觀不勻的各種變異系數(shù)等指標(biāo)來評定紗線的條干均勻度。它同樣是檢測紗線條干外觀質(zhì)量，但省除了評定時需要的精確與繁重工作弱點，克服了主觀性強的毛病。其評定的準(zhǔn)確性，關(guān)鍵是圖象處理的影響，要求處理時既方便評定，又要保持圖象的有效信息。 1圖象預(yù)處理 圖象攝入時，需要對同一黑板對象連續(xù)采樣3次，得到同一黑板的3貞圖象。預(yù)處理時，各圖象的灰度值均用各攝入圖象象素點三原色中的最大值來表示，這是由于紗線的顏色始終區(qū)別于黑板的顏色，這樣可以避免因紗線色差帶來的與背景之間的模糊。然后把3貞灰度圖象進行中值濾波，通過中值濾波濾掉部分采集過程中產(chǎn)生的隨機噪聲。得

3、到一貞較為理想的輸入圖象。2圖象二值化處理精品. 由于黑板圖象中紗線和背景黑板灰度值對比明顯，因此二值化算法采用雙峰法。在通常情況下，紗線和背景的灰度值都各自呈正態(tài)分布，他們的灰度值分布曲線在閥值點處出現(xiàn)交叉，即可能出現(xiàn)比閥值大一點的是背景，比閥值小一點的是紗條的情況。因此使用雙峰法中唯一的閥值進行二值化來分離紗線和背景，將與實際的情況產(chǎn)生誤差。所以在二值化時，灰度值在閥值附近一定范圍內(nèi)的點，既可能為白點，也可能為黑點，它與其周圍的鄰點灰度值有關(guān)，要進行特殊處理。筆者是結(jié)合紗線黑板條干的結(jié)構(gòu)特點進行處理，其算法如圖1：21算法說明 在用雙峰法求閥值時，使用預(yù)處理后的原圖象灰度值信息，原圖象更能

4、準(zhǔn)確反映出紗線和黑板原灰度值信息。通過多次實驗得出，交叉范圍的上偏幅度為背景灰度值空間范圍的5%，下偏幅度為紗線灰度值范圍的5%。二值化處理中，第一次判斷處理點的灰度值是否在交叉范圍內(nèi)時，處理點的灰度值使用原圖象均值濾波（見后述）后的圖象對應(yīng)點灰度值，這樣可以直接去除交叉范圍灰度值下限的毛羽。判斷是否為邊緣上的點，是根據(jù)邊緣分割處理（見后述）得來的，若為邊緣上的點，則為白點。它實際上就是判斷了處理點與上下鄰點的關(guān)系。第二次判斷處理點的灰度值是否在交叉范圍內(nèi)時，處理點的灰度值使用預(yù)處理后原圖象對應(yīng)點灰度值，可去除部分因濾波使灰度值陡增的背景點（主要是紗條邊緣附近的點）。判斷它與左右鄰點的關(guān)系，由

5、于紗線是連續(xù)的，只要其左右鄰點有一點為白點，那么它具有為白點的趨勢，它為白點。精品.22均值濾波圖2 原圖象 均值濾波主要是用來濾除紗線毛羽。不使用通常的44或88的模板，采用的模板，點表示正處理的點，表示其左右的四鄰點。該模板對水平方向上連續(xù)的灰度值相近的象素影響很小，反之影響大。由于采樣時紗條長度方向為水平方向，且紗條上的灰度值連續(xù)相近，所以濾波對紗條上的灰度值影響較小，相反會大大增加因噪聲在紗條上形成的低灰度值點的灰度值，這樣可減少二值化時噪聲對紗條的影響，特別是紗條邊緣處的噪聲，在二值化后已無法清除。另一方面，由于毛羽呈單纖維狀分布在背景中，與紗條長度方向不一致(見圖2)，做均值濾波處

6、理，是讓毛羽象素的灰度值與黑板背景做平均，使其減小，在二值化時可以濾除紗線毛羽，欲濾除紗線毛羽，影響它的關(guān)鍵因素是采用的模板寬度，它決定對毛羽的灰度值的大小，由毛羽的粗度決定，即單纖維細(xì)度確定模板的寬度。如果模板寬度過窄，對毛羽的灰度值影響不大，不利去除；反之則可能去除棉結(jié)邊緣，影響評定時對棉結(jié)的記數(shù)。精品.23 邊緣分割 找出紗條在圖象中的上下邊緣。在原圖象中比較處理點灰度值與其相鄰上下點（用該點的灰度值分別去減其上下鄰點的灰度值），得到其差值，保留兩個差值中的最大值作為該點處理后的灰度值，如果其最大值為負(fù)數(shù)，說明該點的灰度值比其上下鄰點的灰度值都小，那么該點肯定不為邊緣，將該點的灰度值置為

7、0。然后對處理后的圖象信息進行二值化，同樣，由于處理后的圖象中各對象邊緣的灰度值與非邊緣的灰度值對比明顯，采用雙峰法二值化。注意計算閥值時從灰度值等于1開始計算，忽略灰度值為0的部分，但二值化處理仍然是整幅圖象逐點處理。3 紗線的修復(fù)與除噪 二值化后的圖象中，紗條上可能存在小部分毛羽，紗條個別處可能有斷裂的現(xiàn)象，需要進行修復(fù)；同時在背景和紗條中還存在海島噪聲，需要去除。31 去除紗線內(nèi)部黑點由于噪聲和雜質(zhì)的影響，可能使得二值化圖象后的紗條內(nèi)部出現(xiàn)黑點（海島噪聲），不進行處理將影響后面參數(shù)的計算?？紤]到紗條內(nèi)部黑點是孤立的，與背景沒連通；根據(jù)連通原理用灰度值等于1來填充背景，然后再將圖象中其余灰

8、度值等于0的點置為白點，即將紗條內(nèi)部黑點的灰度值改寫為與紗條灰度值255一致，最后背景的灰度值恢復(fù)為0。這樣就去除了紗線內(nèi)部黑點。精品.32 腐蝕和膨脹 二值化后的圖象還存在小部分毛羽，由于毛羽只有其根部與紗線連接，并且其分布方向與紗條長度方向幾乎垂直，通過水平摸板腐蝕，點表示順序檢索到的黑點，表示其左右的二鄰點，只腐蝕其左右鄰點，不作上下腐蝕，能夠去除毛羽。但可能腐蝕了紗條上的有效點（特別是棉結(jié)上的點），需要再做同等次數(shù)的膨脹運算恢復(fù)，采用同樣的摸板，只膨脹其左右鄰點，不作上下膨脹。這樣既去除了毛羽，又幾乎對紗條的有效點無影響。33 紗條的連接、分割和除噪 由于紗線的細(xì)節(jié)、雜質(zhì)和噪聲的影響，

9、紗條的內(nèi)部可能出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象；同時可能由于棉結(jié)太大出現(xiàn)兩根紗條粘連的現(xiàn)象，都需要處理。 根據(jù)連通性原理，采用跟蹤法，把同一（白點）對象的所有象素改用另一個值（相當(dāng)于灰度值，但灰度值只能小于等于255，對象的個數(shù)可能超過255，該值可超過255）標(biāo)注出來，不同的對象其象素用不同的值（從1開始）標(biāo)注，然后計算出它們各自的面積。從面積最大的對象開始跟蹤對象的起點和終點坐標(biāo)，直至找出面積最大的80個對象（由于一個黑板只有80根紗線）。若兩根（或多根）紗條粘連，其包含了紗條間的空白，這樣它們的終點和起點縱坐標(biāo)的差值將比正常情況大幾倍（見圖2），同時一般情況下，它們的面積將比正常紗條近似大一倍，這樣很容易找

10、到粘連紗條，跟蹤它們的粘連處，然后進行分割，注意修改一部分的標(biāo)注值，并重新計算他們各自的面積，修改它們各自的起點和終點坐標(biāo)。另一方面，正常情況下紗線的終點和起點橫坐標(biāo)的差值是固定，通過起點和終點坐標(biāo)判斷紗線是否斷裂，如果斷裂，這個差值相對較小。然后就在斷裂處沿著水平方向（斷裂方向）查找斷裂的另一部分，找到后修改斷裂的另一部分的標(biāo)注值，使兩部分的標(biāo)注值一致，表示為一個對象；修改起點或終點指標(biāo)，并把這兩部分對應(yīng)的面積值相加，把它們的和作為該對象的面積，相應(yīng)地，對已修改了標(biāo)注值對象所對應(yīng)的面積值清零。這樣將80根紗線的恢復(fù)完整，最后表現(xiàn)為它們的起點和終點的橫坐標(biāo)幾乎相等。連接和分割處理完畢后，剩余的

11、對象均為海島噪聲，將它們標(biāo)注值置為0，并清空它們存儲的面積值。精品.34 紗條的修復(fù) 由于紗線雜質(zhì)和噪聲的影響，紗條的邊緣可能出現(xiàn)裂紋（未斷裂），通過跟蹤邊界修補。根據(jù)紡紗的牽伸原理，紗線的細(xì)節(jié)有一定的延續(xù)，也就是說圖象中紗條的細(xì)節(jié)有一定的長度，在水平方向上將延續(xù)多個象素點。裂紋一定出現(xiàn)在邊界的鄰點，判斷某點（黑點）是否是裂紋，通過判斷該黑點右鄰點是否為白點，如果右邊第一個或第二個點為白點，則為裂紋，修改它的灰度值為255。4 結(jié)語 通過處理后的圖象能夠得到與評定黑板條干相關(guān)的各個參數(shù)。計算出棉結(jié)的大小、長度、個數(shù)等指標(biāo)，并可按大小、長度進一步細(xì)化棉結(jié)的分布情況。統(tǒng)計出紗線不勻的各種變異系數(shù)，包括各種長度的片段不勻以及在圖象中橫向各長度的不勻（類似于檢測云斑）等。通過對本課題的研究，其方法可應(yīng)用到對紗線結(jié)構(gòu)研究，紗線毛羽測定等領(lǐng)域。參 考 文 獻1 吳正畦 棉纖維圖象檢測中的面積計算 紡織學(xué)報 2003/6 4850精品.2 吳正畦圖象分割技術(shù)在棉纖維檢測中的應(yīng)用 中國纖檢 2002/8 18203 趙榮椿 數(shù)字圖象處理導(dǎo)論 西北工業(yè)大學(xué)出版社 1995/6 1942274 王煦法 C語言圖象處理程序設(shè)計 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社 1994/1 99102趙書經(jīng) 紡織材料學(xué) 中國紡織出版社 1989/6 259261如有侵權(quán)請聯(lián)系告知刪除，感謝你們的配合！精品