一种基于图像处理的纱线直径检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及纱线质量检测方法领域，特别是指一种基于图像处理的纱线直径检测 方法。
【背景技术】
[0002] 纱线条干均匀度是衡量纱线质量的重要指标，其不仅决定了纺织品的外观和内在 质量，而且对纺织品生产过程的稳定性有很大影响。纱线直径是评价纱线均匀度的直接指 标，准确并快速测定纱线直径是纺织工业生产一项有工程意义的工作。纱线直径作为所有 织物参数计算和建模的一个重要指标，其对一些织物测试性能有直接的影响；同时由于纱 线直径与织物中空气和水分的渗透相关，因此服装的性能和舒适性也依赖于纱线直径；另 夕卜，由于纱线内在的不均匀性，很难精确测量到纱线的直径，这就产生了纺织专家提出的用 纱线的"尺寸"和"支数"来代替"直径"。但是，纱线的支数并不能准确的表征纱线的直径， 这是因为由于一些参数（如纤维密度和捻系数等）在纺纱过程的变化，导致两种相同纱支 的纱线可能具有不同的纱线直径。目前常用的电容测试方法，其检测的是纱线中纤维的含 量，并不能直接反映纱线的外观均匀性，同时测试结果极易受到环境湿度的影响，测试间距 为8mm，因此无法检测出短片段内的不匀，无法精确检测纱线直径。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，本发明的目的在于提出一种测量精确、快速高效的基于图像处理的纱 线直径检测方法。
[0004]基于上述目的本发明提供的一种基于图像处理的纱线直径检测方法，包括以下步 骤：
[0005]获取暗箱内被测纱线的清晰图像，标定被测纱线图像像素与实际尺寸的对应关 系；其中，被测纱线沿坚直方向设置；
[0006]使被测纱线匀速运动通过暗箱，并连续采集被测纱线的序列图像并储存；
[0007]对于每一帧所述被测纱线的序列图像，对每一行作灰度变化曲线，取灰度较小部 分，并将所述灰度较小部分中灰度值坐标连续部分截取为被测纱线条干部分；
[0008]根据被测纱线的运动速度和图像采集的帧频，去除各帧所述被测纱线条干部分的 重合段，并生成被测纱线条干图像；
[0009]根据所述被测纱线图像像素与实际尺寸的对应关系，获得被测纱线的实际直径。
[0010] 优选的，采集被测纱线的序列图像后，还包括步骤：
[0011] 对每一帧所述被测纱线的序列图像作垂直灰度投影曲线，并进行差分处理，根据 差分处理结果中的突变点和预设的边缘阈值，切割掉所述被测纱线的序列图像中的冗余背 景部分。
[0012]优选的，所述边缘阈值为15像素。
[0013]优选的，采用模糊C-均值聚类算法确定所述灰度变化曲线中灰度较小部分。
[0014] 优选的，所述获取被测纱线条干图像的步骤包括：
[0015] 在所述灰度变化曲线的灰度值较小部分中，以灰度值坐标连续部分的开始点作为 被测纱线条干的左边缘点，结束点作为被测纱线条干的右边缘点。
[0016] 优选的，生成所述被测纱线条干图像后，进一步包括步骤：
[0017] 对于被测纱线条干图像P，其中，被测纱线条干处像素值为0,背景为1，当前点坐 标为（i，j)，判断当前点灰度值p(i，j)是否为〇,若是，则判断是否P(i-1，j) = 1和p(i+l， j) = 1，若是，设置P(i，j) = 1 ;若P(i，j) = 1 且P(i_l，j) = 〇, P(i+1，j) = 〇,则设置 P(i，j) = 0。
[0018] 优选的，去除各帧所述被测纱线条干部分重合段的步骤包括：
[0019]被测纱线运行速度为V(m/min)，图像采集的帧频为f (fps)，则两帧序列图像之间 运动的实际距离L(mm):
【主权项】
1. 一种基于图像处理的纱线直径检测方法，其特征在于，包括以下步骤： 获取暗箱内被测纱线的清晰图像，标定被测纱线图像像素与实际尺寸的对应关系；其 中，被测纱线沿坚直方向设置； 使被测纱线匀速运动通过暗箱，并连续采集被测纱线的序列图像并储存； 对于每一帧所述被测纱线的序列图像，对每一行作灰度变化曲线，取灰度较小部分，并 将所述灰度较小部分中灰度值坐标连续部分截取为被测纱线条干部分； 根据被测纱线的运动速度和图像采集的帧频，去除各帧所述被测纱线条干部分的重合 段，并生成被测纱线条干图像； 根据所述被测纱线图像像素与实际尺寸的对应关系，获得被测纱线的实际直径。
2. 根据权利要求1所述的基于图像处理的纱线直径检测方法，其特征在于，采集被测 纱线的序列图像后，还包括步骤： 对每一帧所述被测纱线的序列图像作垂直灰度投影曲线，并进行差分处理，根据差分 处理结果中的突变点和预设的边缘阈值，切割掉所述被测纱线的序列图像中的冗余背景部 分。
3. 根据权利要求2所述的基于图像处理的纱线直径检测方法，其特征在于，所述边缘 阈值为15像素。
4. 根据权利要求1所述的基于图像处理的纱线直径检测方法，其特征在于，采用模糊 C-均值聚类算法确定所述灰度变化曲线中灰度较小部分。
5. 根据权利要求1所述的基于图像处理的纱线直径检测方法，其特征在于，所述获取 被测纱线条干图像的步骤包括： 在所述灰度变化曲线的灰度值较小部分中，以灰度值坐标连续部分的开始点作为被测 纱线条干的左边缘点，结束点作为被测纱线条干的右边缘点。
6. 根据权利要求5所述的基于图像处理的纱线直径检测方法，其特征在于，生成所述 被测纱线条干图像后，进一步包括步骤： 对于被测纱线条干图像P，其中，被测纱线条干处像素值为〇,背景为1，当前点坐标为 (i，j)，判断当前点灰度值P(i，j)是否为〇,若是，则判断是否P(i_l，j) = 1和P(i+1，j) =1，若是，设置 P(i，j) = I ;若 P(i，j) = 1 且 P(i-1，j) = 〇，P(i+l，j) = 〇,则设置 P(i， j) =〇〇
7. 根据权利要求I所述的基于图像处理的纱线直径检测方法，其特征在于，去除各帧 所述被测纱线条干部分重合段的步骤包括： 被测纱线运行速度为V(m/min)，图像采集的帧频为f (fps)，则两帧序列图像之间运动 的实际距离L (mm):
图像采集位置和被测纱线位置固定，则通过标定单帧图像中被测纱线实际物理尺寸为 A(mm)，设图像大小为MXN，则一个像素点所占大小为A/M(mm)，可得到两帧序列图像之间 重合的行数η :
将相邻两帧序列图像组合时，去除掉其间相连的η行数据。
8. 根据权利要求1所述的基于图像处理的纱线直径检测方法，其特征在于，所述被测 纱线的运动速度范围为10-100 (m/min);所述图像采集的帧频的最低值为41 (fps)。
9. 根据权利要求1所述的基于图像处理的纱线直径检测方法，其特征在于，获取所述 被测纱线条干图像后进一步包括步骤：提取所述被测纱线条干图像每行直径像素值，并作 变化曲线，用以综合评价被测纱线条干的均匀性。
【专利摘要】本发明公开了一种基于图像处理的纱线直径检测方法，包括步骤：获取暗箱内被测纱线的清晰图像，标定被测纱线图像像素与实际尺寸的对应关系；使被测纱线匀速运动通过暗箱，并连续采集被测纱线的序列图像并储存；对于每一帧被测纱线的序列图像，对每一行作灰度变化曲线，取灰度较小部分，并将灰度较小部分中灰度值坐标连续部分截取为被测纱线条干部分；根据被测纱线的运动速度和图像采集的帧频，去除各帧被测纱线条干部分的重合段，并生成被测纱线条干图像；根据被测纱线图像像素与实际尺寸的对应关系，获得被测纱线的直径；本发明具有极高的精确度和准确度，检测数据能够用于在不同长度上确定纱线的不均匀性，包括长片段、短片段和周期变化。
【IPC分类】G01B11-10, G06T7-00
【公开号】CN104535004
【申请号】CN201510047809
【发明人】潘如如, 李忠健, 高卫东, 周建
【申请人】江南大学
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2015年1月29日