专利名称：一种非织造布纤维取向分布测量方法
技术领域：
本发明涉及一种非制造布纤维取向分布测量方法，其属于新型纺织材料检测领域，具体涉及到图像采集、处理及时频变换技术。
背景技术：
近年来，非织造技术发展非常迅速，非织造布的应用范围也越来越广泛。非织造布是由纤维直接构成的纤维集合体，因此非织造布的物理机械性能与非织造布中纤维的取向有着密切的联系，尤其是非织造布的力学各向性欲纤维的取向有着直接的关系。传统的基于力学性能各向异性法、激光法、微观法等方法测量纤维取向都是建立在一定假设条件下，不够直接和客观。为此，本发明提出一种基于图像分析技术的非织造布中纤维取向分布的测量方 法。首先采集非织造布表面纤维图像，并对其进行滤波和阈值处理，接着通过傅里叶变换将纳米纤维非织造布的扫描电镜图变换到频域，然后在频谱中统计各个角度上频率信号的强度，最后可通过一定角度范围内的频率信号的累加，得到纤维取向分布的测量结果。本发明提出的非织造布的纤维取向分布测量方法的具体实现步骤如图I所示。
发明内容
本发明的目的是提供一种非制造布纤维取向分布测量方法，利用图像处理技术对非织造布表面图像进行分析，测量出其表面纤维取向分布结果，便于实验人员进行非织造布物理机械性能的判断。本发明采用的技术方案如下(I)利用视频显微镜采集非织造布表面图像，要求图像放大倍率在100倍以上，图像中纤维清晰可辨；(2)对非织造布图像进行滤波和阈值处理，得到其二值图像；(3)对二值图像进行傅里叶变换，得到频谱图；(4)按角度统计频谱中每个方向上的频率强度；(5)按一定角度范围进行频率合并，得到非织造布的纤维取向分布表，完成纤维取向分布测量。
图I非织造布纤维取向分布测量实现步骤图2非织造布表面图像图3非织造布表面二值图像图4非织造布的幅值谱5按角度进行频率统计示意6频率统计结果
图7非织造布纤维取向测量结果
具体实施例方式非织造布取向分布的测量结果可以用于直观的判断非织造布的物理机械性能，尤其是其力学的各向异性性能。通过图像处理的方法实现纤维取向分布的测量方法直接、客观且有效。本发明提供了一种非织造布的纤维取向分布的测量方法，具体实现步骤如图I所示。下面给出一实施实例，图2是利用视频显微镜采集到的非织造布表面图像，图像的放大倍率为100倍。对图2所示的非织造布表面图像进行5X5均值滤波处理，然后利用聚类分析的方法完成其阈值处理，其处理结果如图3所示。对图3所示的非织造布二值图像进行傅里叶变换，将图像转换到频域中，图4所示 的就是其幅值谱图。对纳米纤维非织造布的频谱进行按角度累加统计，统计的基本方法如图5所示，统计结果如图6所示。按一定范围进行角度对频率统计结果进行合并，得到纤维取向分布测量结果，本例中按15°范围进行合并，得到的结果如图7所示，到此完成非织造布的纤维取向分布测量。
权利要求
1.一种非织造布纤维取向分布测量方法，其特征在于利用图像处理的方法对非织造布的取向分布进行测量。
2.根据权利要求I图像处理，其特征在于利用视频纤维镜等设备采集非织造布的表面图像，要求图像放大倍率在100倍以上，非织造布图像中纤维清晰可辨。
3.根据权利要求I纤维取向度分布测量方法，其特征在于对非织造布图像进行滤波和阈值处理，得到二值图像，对图像进行傅里叶变换，转换到频域内，在频域内进行非织造布纤维取向分布的测量。
4.根据权利要求I纤维取向度分布测量方法，其特征在于在频谱中，按角度统计频率信号强度，再按照一定角度范围进行合并，得到非织造布纤维取向分布，完成取向分布测量。
全文摘要
非织造布纤维取向分布测量方法属于新型纺织测试领域。非织造布是由纤维直接构成的纤维集合体，因此非织造布的物理机械性能与非织造布中纤维的取向有着密切的联系，尤其是非织造布的力学各向性欲纤维的取向有着直接的关系。传统的基于力学性能各向异性法、激光法、微观法等方法测量纤维取向都是建立在一定假设条件下，不够直接和客观。本发明提出一种基于图像分析技术的纤维取向分布的测量方法。首先采集非织造布表面纤维图像，并对其进行滤波和阈值处理，接着通过傅里叶变换将纳米纤维非织造布的扫描电镜图变换到频域，然后在频谱中统计各个角度上频率信号的强度，最后可通过一定角度范围内的频率信号的累加，得到纤维取向分布的测量结果。
文档编号G01N21/84GK102901731SQ20121043087
公开日2013年1月30日 申请日期2012年10月31日 优先权日2012年10月31日
发明者潘如如, 刘基宏, 高卫东, 王鸿博, 孙银银 申请人:江南大学