所屬欄目:工業(yè)設(shè)計(jì)論文 發(fā)布日期:2021-04-08 09:29 熱度:
在眾多的現(xiàn)代化技術(shù)手段中,圖像處理技術(shù)是其中一門重要的學(xué)科技術(shù),其涉及到計(jì)算機(jī)科學(xué)、幾何學(xué)、數(shù)字信號(hào)處理、信息論、模式識(shí)別等諸多領(lǐng)域知識(shí),通過這些領(lǐng)域知識(shí)的相互交叉,從而演變出圖像處理技術(shù)這樣一種新型的邊緣學(xué)科。對(duì)于圖像處理技術(shù)來說,其發(fā)展時(shí)間并不長(zhǎng),距今為止也僅有短短的二三十年時(shí)間,但是自圖像處理技術(shù)出現(xiàn)以來,便得到了迅速的普及與應(yīng)用,尤其是在紡織工業(yè)中,已經(jīng)普遍采用數(shù)字圖像分析技術(shù)�?梢哉f,該技術(shù)在紡織工業(yè)中具有非常廣闊的發(fā)展前景。
1紡織業(yè)的圖像處理特點(diǎn)
現(xiàn)代紡織企業(yè)在生產(chǎn)和制作紡織物品時(shí),需要深入分析與評(píng)估紡織品所需原材料以及半成品與成品的質(zhì)量,這就需要應(yīng)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)紡織品樣品進(jìn)行采集,以此實(shí)施數(shù)字化處理。在此過程中,便需要運(yùn)用到二維傅立葉變換技術(shù),該技術(shù)是將空間內(nèi)的圖像實(shí)施轉(zhuǎn)換,以使其成為頻域內(nèi)的復(fù)函數(shù)。在二維傅立葉變換技術(shù)中,可以通過不同頻率的變化幅度來反映圖像中的灰度強(qiáng)度分布情況,并且利用傅立葉變換還能使圖像內(nèi)的指定方向灰度梯度變化情況得到進(jìn)一步確定,并以此為原理,即使圖像有著更大的單位,也能進(jìn)行在線測(cè)量。對(duì)于計(jì)算機(jī)圖像增強(qiáng)技術(shù)來說,該處理方式是將圖像中會(huì)影響分析的因素進(jìn)行有效消除,以使圖像更加吸引用戶的注意力,引起用戶對(duì)圖像內(nèi)容的興趣。通過計(jì)算機(jī)圖像增強(qiáng)技術(shù),能夠使圖像的視覺效果得到進(jìn)一步體現(xiàn),從而使處理后的圖像能夠給人們帶來更強(qiáng)的視覺效果。在圖像中,各個(gè)像素組成了若干個(gè)集合,在具體處理過程中,需要進(jìn)行圖像閾值處理,閾值處理是對(duì)邊緣處理和圖像連接處理進(jìn)行結(jié)合運(yùn)用,從而使圖像在閾值化以后,能夠獲得所需的二進(jìn)制圖像。不過,二進(jìn)制圖像仍有其缺點(diǎn),比如二進(jìn)制圖像的設(shè)計(jì)要求可能難以達(dá)到預(yù)期要求,所以在有些情況下,還需要對(duì)二進(jìn)制圖像進(jìn)行其他形式的處理,以使圖像處理質(zhì)量得到進(jìn)一步提高,例如收縮處理、變薄處理、骨架繪制、變粗處理等。
2紡織工業(yè)中計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)的運(yùn)用分析
2.1非織造布中纖維取向評(píng)定
對(duì)于現(xiàn)有的非織造布而言,其材料性能在很大程度上受到纖維性能的影響。一直以來,工作人員在利用手動(dòng)圖像處理方法來對(duì)纖維方向進(jìn)行分析時(shí),這種處理方法顯得過于原始。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,這也使得圖像處理方法得到了改進(jìn),從而增加了張力、折射、超聲及微波等許多新的分析項(xiàng)目,這些新項(xiàng)目使手動(dòng)圖像分析質(zhì)量及效率得到了有效提高,不過仍舊無法對(duì)纖維可靠性問題進(jìn)行有效解決。因此,在利用計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)分析非織造物中的纖維取向過程中,需要研究出一種更好的方法。在利用計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)對(duì)非織造物纖維進(jìn)行分析處理時(shí),可以采用的具體方法有以下幾種,第一種為流場(chǎng)分析法,考慮到圖像邊緣能夠?qū)D像取向場(chǎng)進(jìn)行表示,即通過圖像處理與計(jì)算來得到相應(yīng)的像素值,然后以梯度排列方式來進(jìn)行豎直排列,以使圖像能夠分割成若干個(gè)小窗口,這樣便可通過數(shù)值來對(duì)圖像幅度及矢量方向進(jìn)行分析,由此便可對(duì)總平均方向進(jìn)行計(jì)算,進(jìn)而得出方向分布函數(shù)。這種方法還處于初期摸索階段。所以,流場(chǎng)分析方法仍舊被主要應(yīng)用到纖維平均取向角處理工作中,平均取向角是無法對(duì)取向分布信息進(jìn)行完整表達(dá)的,而且有著較低的平均取向標(biāo)準(zhǔn)。第二種方法為直接蹤跡法,這種方法是以纖維直接操作為原理,以此對(duì)圖像進(jìn)行直接性的識(shí)別與測(cè)量。在圖像中有著許多弧,這些弧便是光纖原始中軸,由此便可采取不同處理方法及手段來進(jìn)行直接性的纖維操作,雖然不同處理方法的實(shí)踐成果有所差異,不過都能取得較為理想的處理效果。所以,以計(jì)算時(shí)間為角度,對(duì)項(xiàng)目實(shí)施優(yōu)化是非�?尚械�。當(dāng)然,在運(yùn)用直接蹤跡法過程中,需要將縮短優(yōu)化時(shí)間作為重點(diǎn),通過精細(xì)化處理后實(shí)施電弧跟蹤[1]。
2.2分析紡織品表面特性
在處理織物表面特性過程中,可以采取相應(yīng)的應(yīng)用程序來實(shí)現(xiàn)。例如,在識(shí)別紡織物品中的設(shè)計(jì)瑕疵時(shí),便可利用計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序來對(duì)各個(gè)設(shè)計(jì)瑕疵進(jìn)行識(shí)別和分類。對(duì)于紡織物來說,其外觀好壞取決于紡織物表面是否存在嚴(yán)重瑕疵。所以,在識(shí)別與分類紡織物的表面瑕疵時(shí),需要將紡織物等級(jí)作為一個(gè)重要的評(píng)價(jià)指標(biāo)。在對(duì)圖像特征區(qū)域進(jìn)行提取時(shí),主要是采用灰度統(tǒng)計(jì)方法來實(shí)現(xiàn)�,F(xiàn)階段,國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)開始致力于織物疵點(diǎn)的圖像處理研究課題,而我國(guó)則尚未開展相應(yīng)的研究,不過在紡織物特性檢測(cè)中卻也取得了一些研究成果,從整體上來說,我國(guó)對(duì)圖像處理技術(shù)在紡織特性檢測(cè)中的運(yùn)用研究方面仍舊還有一段較長(zhǎng)的路要走。
2.3起毛、起球測(cè)定
紡織物在使用過程中,起毛、起球性能是影響其使用壽命的一種重要因素。所以,要使紡織物性能得到有效監(jiān)測(cè),如果仍舊采用以往的圖像處理方法,比如對(duì)標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行分類與比較,不僅處理結(jié)果的主觀性較強(qiáng),而且也無法進(jìn)行定量描述[2]。而利用顯微鏡來對(duì)凸起根數(shù)進(jìn)行計(jì)算,該方法則需耗費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間和較多的人力。所以,相比于傳統(tǒng)圖像處理來說,數(shù)字化圖像處理有著更加準(zhǔn)確、快速的實(shí)踐效果,在對(duì)織物表面起毛、起球性能進(jìn)行分析過程中具有極高的應(yīng)用價(jià)值。
2.4圖案識(shí)別
織物圖案的自動(dòng)識(shí)別如下:第一步便是預(yù)處理,比如對(duì)圖像像素值進(jìn)行歸一化處理;第二步是提取。例如圖像像素值可以通過矢量來進(jìn)行特征表示。在實(shí)際匹配時(shí),需要對(duì)這些特征進(jìn)行對(duì)比,然后匹配到預(yù)存的模型或模板進(jìn)行參考,通過統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別方法來實(shí)施分類;第三步是對(duì)識(shí)別結(jié)果進(jìn)行輸出。除此之外,許多混紡紗的混紡比均是采用顯微鏡橫截面觀察法與化學(xué)分析法來實(shí)施圖像處理的,不過因化學(xué)分析法的選擇相對(duì)較少,這也使其實(shí)踐效果難以達(dá)到預(yù)期[3]。
2.5處理方式
現(xiàn)階段,人們?cè)诶糜?jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)進(jìn)行紡織品分析時(shí),仍舊主要采用兩種處理方式,一種是客觀性的圖像處理方式,另一種則是主觀性的處理方式,對(duì)于主觀性的處理方式來說,其需要根據(jù)工作人員的主觀思維來進(jìn)行判斷與分析,以此對(duì)產(chǎn)品的樣式及外觀做出評(píng)估,雖然該方式的圖像處理速度較快,并且所涉領(lǐng)域也較為廣泛,但該方式的主觀性卻非常強(qiáng),對(duì)工作人員的自身素質(zhì)有著很強(qiáng)的依賴性,無法適用于紡織品生產(chǎn)與設(shè)計(jì)指導(dǎo)工作。而客觀性的圖像處理方式則具有較強(qiáng)的客觀性,除了紡織品的樣式及外觀開發(fā)工作以外,所有的其他開發(fā)工作都適用于這種處理方式[4]。
3應(yīng)用前景
在現(xiàn)代紡織業(yè)發(fā)展中,圖像處理技術(shù)有著較好的發(fā)展前景,其具體發(fā)展趨勢(shì)可以從以下方面進(jìn)行體現(xiàn):首先,隨著計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)的不斷更新,將有更多更好的圖像處理方法被應(yīng)用到紡織品評(píng)價(jià)工作中;其次,在紡織生產(chǎn)與質(zhì)量評(píng)價(jià)過程中,將對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行更加頻繁的應(yīng)用。例如,在梳理網(wǎng)密度及均勻度控制過程中,可以通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的應(yīng)用來彌補(bǔ)傳統(tǒng)控制方法的不足,以此提高控制效果。計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)的不斷創(chuàng)新與深入研究,將使該技術(shù)在紡織業(yè)中的應(yīng)用變得更加廣泛且深入,尤其是新算法的出現(xiàn),比如遺傳算法、人工智能等,這些都將被逐漸應(yīng)用到紡織業(yè)生產(chǎn)工作中,從而使紡織物圖像處理能夠完全以人的思維及視覺來開展具體工作,進(jìn)而使企業(yè)真正生產(chǎn)出更高質(zhì)量、更加符合人們審美觀念的紡織產(chǎn)品。
4結(jié)語
紡織品的人工檢驗(yàn)方式已經(jīng)持續(xù)了很長(zhǎng)時(shí)間,但這種方式過于耗時(shí)耗力。而計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,使該工作能夠利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行代替,通過計(jì)算機(jī)圖像識(shí)別及處理技術(shù),可使紡織品檢驗(yàn)效率得到極大提高。不過,要想真正實(shí)現(xiàn)紡織物的圖像在線檢測(cè)仍舊需要經(jīng)歷一段較長(zhǎng)的發(fā)展時(shí)間。
參考文獻(xiàn)
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《淺談?dòng)?jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)在紡織工業(yè)中的運(yùn)用》來源:《輕紡工業(yè)與技術(shù)》,作者:崔宏堯 劉敏智
文章標(biāo)題:淺談?dòng)?jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)在紡織工業(yè)中的運(yùn)用
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