专利名称：织物光照图像采集装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种纺织品性能测试用的图像采集装置，具体地说，是关于采集织物模板、织物样本图像的装置。
背景技术：
织物表观性能在纺织品质量控制及贸易中是一项重要指标，而织物的折皱性能又直接影响纺织品的美观特性，因此，对织物的折皱性能加以评定显得十分必要。
目前所进行的评定是主观评定，主要采用标样对照法，即将试样与标准样卡在标准灯光条件下通过眼光目测进行比较，这种主观评定方法，由于人为因素影响，容易带来评定误差。
人们对织物平整度等级评定的研究现状是研究初期主要采用仪器法评定织物平整度。1971年Shiloh发明了一种折皱测试仪来评估织物起皱，他采用高度、斜度和密度等几何参数来定义起皱，然而评价准确率不高。1986年Galuszynski进一步开发了两种装置折皱仪和皱纹仪，通过测量织物的折痕长度得到折皱率P(％)与主观评价的线性回归方程。1990年Amirbayat也提出了相似的方法，通过仪器测量，计算出织物厚度方向的张力，结果表明，它与标样对照法有着很高的相关性。1995年Harlock等人采用莫尔条纹法分析接缝处的起皱情况，该方法存在的问题是光照条件对莫尔条纹影响较大，同时很难适用于表面有凸起的织物。
90年代初，1991年Inui采用超声波技术评测织物的起皱，由于超声波束很窄且反射强度与织物的表面坡度有关，该方法尤其适用于轻微程度的折皱，但是不适用于较模糊的表面，同时易受接触角的影响。1992年Stylios和Sotomi采用CCD摄像机系统评测缝合起拱，他们通过测量接缝亮度、纹理和图案构造出折皱参数与主观评价的线性回归式，然而该方法是以统计分析为基础，所摄图像易受外界光源条件的影响。
近年来，随着计算机技术的不断发展，已有人开始借助计算机图像处理技术评定织物平整度。1995年Xu.B提出了用折皱灰度表面积、阴影面积评定平整度等级；1995年Youngjoo Na和Behnam Pourdeyhimi提出用折皱强度、轮廓、功率谱密度、尖锐度、随机分布程度、总体外观等来表征平整度，再用上述指标确定织物的平整度，与主观评定结果有着很好的相关性。2000年Kang和Lee采用激光扫描系统获取织物的三维表面形状，结合分形理论评定织物的平整度等级。
新型理论也开始应用于织物的平整度等级评定，1997年Chang等人利用误差反馈神经网络评定织物平整度，对40种织物试样进行评定，评定结果与主观评定的相关系数为85％；1999年Chang和Tae借助神经网络与模糊理论相结合可以较好的评估织物平整度，对30种织物试样进行客观评定，评定结果与主观评定的相关系数达到90.80％。2000年Tsunchiro等人将小波理论应用于织物的平整度评定，采用Daubechies小波提取平整度特征值，用于织物起皱(尤其是缝合起拱)的客观评价，对20种织物试样的客观评定，评定的主、客观相关系数为83％。
概括地说，对于织物平整度的等级评定，迄今为止仍主要采用主观评定方法，即标样对照法。该方法以美国AATCC-124标准样卡为参考模板，例如，中国国标GB/T13796-92就是参照美国AATCC标准制定的，评定过程是将试样与标准样卡在标准灯光条件下通过眼光目测进行比较，最终确定试样的平整度等级。但是，该方法属于主观评定，由于人为因素影响，容易带来实验误差。另外，借助仪器评定织物平整度等级的方法也常被采用，采用折皱测试仪评定织物平整度等级，是利用高度、斜度和密度等几何参数来定义折皱，由于此方法是接触式测量，易改变织物折皱原貌，评价的准确率不高。因此，需要寻求一种更加可靠、客观的评定方法。
发明内容
如上所述，如何克服对织物平整度的主观评定所带来的弊端，提供有利于客观评定的织物样本图像和织物模板图像乃是本实用新型所要解决的技术问题。因此，本实用新型的目的在于提供一种织物光照图像采集装置。
本实用新型的技术方案如下根据本实用新型的一种织物光照图像采集装置，用于采集织物样本或织物模板的灰度图像，包括一微型计算机和该微型计算机相连接的图像采集卡，以及固定在一固定支架上的一摄像机，该摄像机向该图像采集卡输入摄取的灰度图像信号，该图像采集卡将灰度图像信号转换成二维数字图像信号引入该微型计算机，其特征还有一光源平面和一与该光源平面相平行的胶合板平面，以及一可迭代放置在该胶合板平面上的织物样本或织物模板；该摄像机的拍摄镜头朝向该光源平面且相垂直；该光源平面位于该摄像机与该织物样本或织物模板之间；所述的胶合板平面和光源平面都与竖直平面成5°夹角安置。
所述的光源平面上均匀分布的8个可依次开啓的点光源；相邻点光源的夹角为5°；所述的光源平面上设有均匀分布的8个点光源停置位置，并有一点光源搬移机构逐位搬移该点光源；所述的点光源搬移机构包括依次成机械联结的手柄、光源支架和光源座，所述的点光源安装在光源座上；相邻二个点光源停置位置的夹角为45°。
在使用本实用新型时，整个实验过程应在暗室内进行，以防止其它光线进入而影响实验结果。
本实用新型的优点是总体结构较简单，性能较可靠，使用起来也较方便。由于该装置应用环境与人工评价的环境比较接近，从而对织物的平整度评价结果更具可比性；同时结合三维重建和等级评定领域的新颖算法，可以较为准确地评定织物的平整度等级。采集的织物类型覆盖面较广，既有单色织物，也有印花织物，还有彩格织物，显示了本实用新型织物光照图像获取装置的潜在实用价值，目前在织物平整度客观分析领域未见有类似装置。
图1是本实用新型的一个实施例结构示意图。
图2是本实用新型中的另一光源平面结构示意图。
图3是本实用新型中图2的光源平面结构的点光源停置位置分布示意图。
具体实施方式
下面根据图1～图3给出本实用新型二个较好实施例。
实施例1请参阅图1，从图1可知，本实用新型主要包括微机1、图像采集卡2、CCD摄像机3、固定支架4和点光源平面5。织物样本7或织物模板7’被放置在胶合板6上，胶合板平面6与光源平面5平行，且都与竖直平面的夹角为5°，CCD摄像机3安装在固定支架4上，其摄取方向与光源平面5垂直，也即与织物样本7或织物模板7’放置平面垂直，从而保证摄取到最佳的光照图像，光源平面5均匀分布8个点光源，点光源依次开启，可以得到8个不同光照图像。图像采集卡2将摄取的图像转换为数字图像，以便在计算机1中进行处理。整个实验过程中暗室中进行，以防止其他光线进入，影响实验结果。
本织物光照图像采集装置Panasonic WV-CP410/G型CCD摄像机，分辨率为380线，微视MVPCI-V3型图像采集卡，高性能微型计算机。
实施例2请参阅图2和图3，给出本实用新型另一个实施例，其与上述实施例1之区别仅在光源平面5上，实施例1中，光源平面5的机械结构较简单，8个点光源事先用电线布设，在使用时，只要独个开啓即可，其缺点是各点光源之间可能存在性能差异，会引起光照图像的光照条件的非一致性。而本实施例2则仅使用一次性点光源，其由依次成机械联结的手柄41、光源支架42和点光源座43构成的点光源搬移机械，将点光源顺次搬移至设在光源平面5上的一个点光源停置位置51，该8个点光源停置位置是事先设好的，相邻的二个点光源停置位置51的夹角为45，虽然，本实施例2可以解决点光源的性能一致性问题，但光源平面的机构结构和操作不如实施例1简明、方便。
在本实用新型的实施例中，织物样本7与织物模板7’是以迭代方式安置的。
最后，给出本实用新型的获取织物图像采集步骤首先利用图1所示的织物光照图像采集装置，获取织物平整度等级模板和织物样本图像，图像采集的具体步骤为(a)固定好织物样本7，将将摄像机3对准织物样本7的中央，将CCD摄像机3与计算机1上的图像采集卡2相连，然后打开摄像机3。
(b)拉上黑幕使实验环境成为暗室。
(c)依次开启光源，并进行图像采集，但需保证每次采集只有一个光源照射在织物样本7上。由于本系统采用8个光源，故每一种织物试样将有八幅光照图像。
(d)接下来对织物平整度模板7’进行图像采集，以美国AATCC织物平整度模板为标准，取代织物样本7的位置，采集不同平整度等级织物模板的图像。
权利要求1.一种织物光照图像采集装置，用于采集织物样本或织物模板的灰度图像，包括一微型计算机(1)和与该微型计算机(1)相连接的图像采集卡(2)，以及固定在一固定支架(4)上的一摄像机(3)，该摄像机(3)向该图像采集卡(2)输入摄取的灰度图像信号，该图像采集卡(2)将灰度图像信号转换成二维数字图像信号输入该微型计算机(1)，其特征在于还有一光源平面(5)和一与该光源平面(5)相平行的胶合板平面(6)，以及一可迭代放置在该胶合板平面(6)上的织物样本(7)或织物模板(7’)；该摄像机(3)的拍摄镜头朝向该光源平面(5)且相垂直；该光源平面(5)位于该摄像机(3)与该织物样本(7)或织物模板(7’)之间。
2.根据权利要求1所述的织物光照图像采集装置，其特征在于所述的胶合板平面(6)和光源平面(5)都与竖直平面成5°夹角安置。
3.根据权利要求1或2所述的织物光照图像采集装置，其特征在于所述的光源平面(5)上均匀分布的8个可依次开啓的点光源。
4.根据权利要求3所述的织物光照图像采集装置，其特征在于相邻点光源的夹角为45°。
5.根据权利要求1或2所述的织物光照图像采集装置，其特征在于所述的光源平面(5)上设有均匀分布的8个点光源停置位置，并有一点光源搬移机构逐位搬移该点光源。
6.根据权利要求5所述的织物光照图像采集装置，其特征在于相邻二个点光源停置位置的夹角为45°。
7.根据权利要求5所述的织物光照图像采集装置，其特征在于所述的点光源搬移机构包括依次成机械联结的手柄(41)、光源支架(42)和光源座(43)，所述的点光源安装在光源座(43)上。
专利摘要一种织物光照图像采集装置，主要包括微机、图像采集卡、CCD摄像机、固定支架和点光源等，特点是还有织物样本或织物模板被放置在胶合板上，胶合板平面与光源平面平行，且都与竖直平面成5°夹角，CCD摄像机安装在固定支架上，其摄取方向与光源平面垂直，也即与织物样本放置平面垂直，从而保证摄取到最佳的光照图像，光源平面上均匀分布若干个点光源，点光源依次开启，可以得到相应的多个不同光照图像。整个实验过程在暗室中进行。图像采集卡将摄取的图像转换为数字图像。本实用新型结构较简单，性能较可靠，使用起来也较方便。由于该装置应用环境与人工评价的环境比较接近，从而使评价结果更具可比性；同时结合三维重建和等级评定领域的新颖算法，可以较为准确地评定织物的平整度等级。采集的织物类型覆盖面较广，显示了其潜在实用价值。
文档编号G01N33/36GK2662244SQ0321056
公开日2004年12月8日 申请日期2003年9月12日 优先权日2003年9月12日
发明者杨晓波, 黄秀宝 申请人:东华大学