一种棉织物数码印花清晰度的评价方法与流程

本发明涉及织物印花清晰度
技术领域：
，尤其是一种棉织物数码印花清晰度的评价方法。
背景技术：
：近年来,随着我国科技不断发展,社会不断进步,人们对物质文明建设和精神文明建设都提出了更高的要求。衣作为人们衣食住行中首当其冲的字，和人们生活的联系也是十分密切的。而服装设计的质量和效果则是人们在挑选服装时比较注重的两个方面，人们在这两个方面有着更高的要求。数码印花是最近几年兴起的一种印染技术，其发展和普及增长的尤为迅速。数码印花不仅大大提高了印染的效率，而且还使印染产品种类变得更加丰富，还创造了更多的创新空间。数码印花弥补了传统印花生产的不足，面对现代纺织品市场的个性化、多样化，小批量的需求得到了很大满足，同时也影响了纺织业与服装业的销售理念与经营方式。更重要的是，数码印花相比传统印花更加节能减排，不但大大减少了环境污染，而且有利于社会的可持续发展。对于棉织物数码印花的影响因素如下：1、喷头精度目前市场上的喷头有压电喷头、热发泡喷头、写真用喷头、工业喷头，其中印花最常用的喷头为压电式的写真用喷头和工业喷头，压电式写真用喷头以epson四代头、五代头、六代头为主，五代头是主流产品，最高分辨率为1440dpi，其中支持720dpi，540dpi打印模式，这也是目前印花机使用最多的喷头。从纺织印花角度来讲，由于织物的纤维比较粗，720dpi以上的分辨率，从视觉效果上是很难区分出来的。所以，在实际的织物印花时，喷头精度对清晰性的影响是十分小的。2、机械精度机械精度在印花方面的影响还是很大的。一般印花机的幅面为1600～2200mm，轴辊的长度一般要达2200～2800mm的长度。以意大利ms导带式直喷印花机为例，轴直径为400mm，长度2200mm，轴直径、同心度、直线度等综合误差为0.003mm，即印花一个周长的机械误差为0.01mm，加工一根这样的轴是十分困难的。如果某工厂生产的产品直径误差0.1mm，那么在打印过程中，喷头在两次喷墨的连接部位，一侧可能出现了交叉，而另一侧却有0.2mm左右的白线出现，这样的产品质量是十分差的。所以装配的机械精度不够，是很影响数码印花机的印花清晰性。3、墨水方面一般人认为墨水可能影响色彩的饱和度、色牢度、着色量，但事实上，墨水对印花精度也会有很大的影响。比如，如果墨水的流畅性不好、墨水中杂质多，染色时可能会出现断线、堵头的现象，从而使印花织物内部产生未上染的白点，从而影响印花的清晰度。4、织物结构织物组织结构比较复杂，表面是否平整，织物的密度大小，织物的纹路等因素都会影响数码印花的清晰性。中国棉纺织物发展的历史是十分长远的，棉织物作为最重要的天然纤维服装原料之一，其特点是具有优良的穿着舒适性，手感柔软、光泽柔和，富有自然美感，而且具有坚牢耐用，吸湿性能强，染色性能好等特点，深受广大消费者的喜爱。目前我国纺织品生产能力约占全球一半，伴随着纺织品市场的不断增加，服装和装饰品用料的总体趋势是回归天然纤维。棉纺工业尤其是高档个性化棉制品企业的生产也处在逐步上升阶段，所以棉纺织物及其服装制品在纺织行业中的地位十分重要。因此，棉织物数码印花技术不仅是印染行业的革命性突破技术，也是服装个性化、时尚化、单件化实现的保障技术。数码印花相对于传统印花具有无需制版的优点，它彻底摒弃了传统印花过程中描稿、连晒、制版等工序流程，使设计师能更好的发挥想象，去创造一些独特的富有美感的图形，其独特的设计规律使服装艺术化成为可能，使设计师和消费者互动设计成为可能。这对于纺织品服饰流行有着非同一般的意义，特别是对于有特殊需要的服饰及纺织品。所以我们在棉织物数码印花时更应关注织物印花的清晰度。如何更为方便和准确的对织物印花时的清晰度进行评价是本发明所要解决的问题，以及适合数码印花的棉织物的结构也是本发明所涉及的问题。技术实现要素：本发明的目的是提供一种棉织物数码印花清晰度的评价方法，更为方便和准确的对棉织物的数码印花的清晰度进行评价。为解决上述技术问题，本发明的目的是这样实现的：本发明所涉及的一种棉织物数码印花清晰度的评价方法，包括，(1)调制印花墨水，在棉织物上印刷阳线、阴线，以及在棉织物上印刷线条格子图；在棉织物的经向和纬向均印刷阳线和阴线，线条长度不小于1.27mm；(2)对印刷的阳线、阴线采用无参考图像质量评价方法进行客观评价：在电子显微镜截取阳线、阴线的图像；根据电子显微镜所截取的经向和纬向的阳线和阴线，分别计算经向阳线、纬向阴线、经向阳线和纬向阴线的渗化度和灰度差分绝对值之和，计算方形和圆形图案的灰度差分绝对值之和；阳线的渗化度公式为：阴线的渗化度公式为：其中，nx，ny分别为阳线和阴线的设定宽度和打印宽度；df(x)为渗化度，其值越小，图像越清晰；灰度差分绝对值之和算法的公式如下：其中，m、n分别为图像的宽和高；f(x，y)表示在图像(x，y)点的灰度值；d(f)为灰度差分绝对值之和；(3)对印刷有格子图的棉织物作为测试样本，根据设计实验来组织人员，采用单刺激法，测试者随机观察多个测试样本，并且对不同的测试者测试样本的顺序是随机的，测试者观察的测试样本进行打分；对测试者所打的分数进行归一化平均处理得到主观评价分值，具体的计算公式为：mosj表示对编号为j测试图像的平均意见得分，表示剔除异常数据后的有效打分个数，表示对图像的有效打分；异常数据判断通常采用r分布进行判定，即观测者i对图像j的打分若在区间外，则认为异常数据，α为置信度，uj和σj为原始打分的均值和标准差。作为上述方案的进一步说明，所述的阳线和阴线线条的宽度为0.1-1.9mm。作为上述方案的进一步说明，所述的棉织物的数码印花工艺如下：浸轧上浆(80％－90％轧染率)→烘干(100℃)→熨平织物(100℃)→数码印花→汽蒸(饱和蒸汽，105℃，10min)→冷水洗→热水洗→皂洗(皂洗剂2g/l，95℃，10min)→冷水洗→烘干；其中，皂洗的浴比为1：50。本发明的有益效果是：本发明所涉及的一种棉织物数码印花清晰度的评价方法，采用渗化度对阳线和阴线进行边缘渗化清晰度的评价，采用灰度差分绝对值之和算法对明线、阴线进行内部渗化清晰度进行评价，最后采用单刺激法对复杂图像进行主观评价。本发明采用客观评价和主观评价相结合的方法，相对客观评价和主观评价单一评价方法而言，对棉织物数码印花的清晰程度进行了准确的评价。附图说明图1是a、b、c、d、e、f六种棉织物纬向阳线渗化度折线图；图2是a、b、c、d、e、f六种棉织物经向阳线渗化度折线图；图3是a、b、c、d、e、f六种棉织物纬向阴线渗化度拆线图；图4是a、b、c、d、e、f六种棉织物经向阴线渗化度折线图；图5是a、b、c、d、e、f六种棉织物纬向阳线smd值折线图；图6是a、b、c、d、e、f六种棉织物经向阳线smd值折线图；图7是a、b、c、d、e、f六种棉织物纬向阴线smd值拆线图；图8是a、b、c、d、e、f六种棉织物经向阴线smd值折线图；图9是a、b、c、d、e、f六种棉织物方形、圆形smd值折线图；图10是a、b、c、d、e、f六种棉织物上所印刷的格子图案的局部图。图11是相对性尺度图案对应分数表。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。结合附图对本发明作详细说明。本发明所涉及的一种棉织物数码印花清晰度的评价方法，包括在棉织物上印刷设定宽度的经向纬向的阳线和阴线以及格子图。对阳线、阴线采用无参考图像质量评价方法进行客观评价。将印刷有格子图的棉织物作为测试样本，根据设计实验来组织人员，采用单刺激法，进行主观评价。调制印花墨水，在棉织物上印刷阳线、阴线，以及在棉织物上印刷线条格子图；在棉织物的经向和纬向均印刷阳线和阴线，线条长度不小于1.27mm。棉织物按组织结构分大致可分为三种，平纹布、斜纹布和缎纹布。平纹结构是经纱和纬纱以一上一下的规律交织，即经纬纱每隔一根纱就交错一次。所以织物之间交织点最多。这种布的特点是质地坚牢、挺刮、表面平整，较为轻薄，耐磨性好，透气性好，强度高，布面匀整且正反面相同。斜纹结构是一个完全组织中至少要有三根经纱和三根纬纱相互交织，每根经纱纬纱上只能有一个纬经组织点。在织物表面由连续的组织点构成斜向纹路。斜纹组织是由经浮长线或纬浮长线构成织物表面呈现的斜纹的外观效应。斜纹织物的经纬纱交织的次数比平纹少，使经纬纱之间的孔隙较小，纱线可以排列的较密，从而织物比较致密厚实。斜纹织物手感柔软，弹性好，但布面有明显斜向纹路，耐磨性、坚牢度较差缎纹结构是一种由相邻两根经纱或纬纱上的单独组织点均匀分布但不相连续的织物结构。缎纹布组织中单独组织点由两相邻的经纱或纬纱的浮长线所遮盖，织物表面平滑匀整，质地柔软，富有光泽或稍呈纹路，花纹图案富有立体感。本发明中选用了六种不同结构且较为常用的棉织物作为实验品，通过对这六种织物印花后进行评价来验证实验目的。实验过程中使用的织物为苏州新民丝绸有限公司提供。如表1所示。表1实验织物本发明中所使用喷墨印花机的具有参数见表2，其他所使用的仪器见表3。表2实验所用印花机表3其他实验器材在棉织物中数码印花中，线条和文字作为最常用的元素之一。如果有质量问题，会严重影响到数码印花的效果，因此线条与文字质量对于反映印花织物的清晰度具有重要参考意义。由于字符笔画形态的千变万化，因而本论文将以讨论线条为主，但所得结果也可扩展应用到字符笔画边缘质量的测试与评价。本发明中对于棉织物上所需要喷墨印刷的图案设计为各织物的经向纬向阴阳线条、织物的格子图、织物的方形圆形图。所喷墨印刷的明线和阴线的宽度范围为0.1-1.9mm，以0.3mm为级差，印刷7根。对棉织物的数码印花的具体工艺如下：浸轧上浆(80％－90％轧染率)→烘干(100℃)→熨平织物(100℃)→数码印花→汽蒸(饱和蒸汽，105℃，10min)→冷水洗→热水洗→皂洗(皂洗剂2g/l，95℃，10min)→冷水洗→烘干。皂洗:浴比1∶50，皂片质量浓度3g/l，碳酸钠3g/l，90℃，10min。对印刷的阳线、阴线采用无参考图像质量评价方法进行客观评价，包括采用渗化度来评价阳线阴线边缘渗化的清晰度，以及用灰度差分绝对值之和算法来评价阳线和阴线内部渗化的清晰度。边缘渗化是指打印时墨水渗化到要求之外的纤维上。例如当线条的设置宽度较小时，墨水渗化到周围的量相对于原线条而言较大，总体上看边缘就越模糊，线条的清晰度就越差；反之当线条的设置宽度较大时，墨水向外围渗化的量相对于原线条较小，总体上看图案的清晰度就越高。而内部渗化，则是因为由于图形内部存在交织点和孔隙，内部墨水发生渗化后会产生没有被喷印“白点”，“白点”使内部不均匀。内部渗化的越多，内部的“白点”就越少，图像的均匀度就越大。但是图像内部越均匀，图像之间不同的色块就越容易交联，由于我们打印的颜色是单一的黑色，体现不出色块的交联现象，但是如果是一幅彩色图像，内部渗化的越多，图像就越模糊。由于灰度差分绝对值之和的值反应的是图像的内部渗化程度，所以我们可以得出灰度差分绝对值之和的值越高，图像的清晰度越差。在电子显微镜截取阳线、阴线的图像。根据电子显微镜所截取的经向和纬向的阳线和阴线，分别计算经向阳线、纬向阴线、经向阳线和纬向阴线的渗化度和灰度差分绝对值之和。本发明中的所使用表征边缘渗化的渗化度的公式如下：阳线的渗化度公式为：阴线的渗化度公式为：其中，nx，ny分别为阳线和阴线的设定宽度和打印宽度；df(x)为渗化度，其值越小，图像越清晰。本发明中利用usb数码显微镜，在放大倍率10倍的情况下，用amcap软件对待测图像进行拍照，并用measurement软件对拍照的图像测量图案的最大打印宽度。为了避免线条打印宽度测量数据的位置出现不稳定因素，每条线条都分五个测量区域，并将5个区域的测量值求平均值作为线条的打印宽度。本发明分别设置了0.1-1.9mm七种打印宽度，打印六种织物在径向和纬向的阴阳线条。其中阳线是指纸白上的色线(黑线)，而阴线是指色块上的白线。测量打印之后的打印宽度与设置宽度之差即为线条在打印时的最大渗化宽度。结果数值越大则说明左右两边的渗化宽度越大，则该织物的清晰度也就越差。图1至图4中显示了a、b、c、d、e、f六种棉织物上的表征边缘渗化程度的渗化度的折线图。从上图可以看出，由于边缘渗化的原因，无论是阳线还是阴线，随着织物打印宽度的增加，织物的清晰度也逐渐提高，这一规律在经纬方向的线条都是一样的，这是由于随着线条宽度的增加，边缘的墨水渗化量占本身线条的比重逐渐减小，进而清晰度逐渐增大。其中阴阳线线条宽度设置在0.7-1.9mm时，织物的清晰度较高。测量时由于阴线线条宽度0.1-0.4mm时，渗化宽度大于本身的线条宽度导致印花时无法呈现出完整的黑白线条，故阴线仅测量了线宽设置在0.7-1.9mm的渗化宽度。图中还可以看出织物经向和纬向的清晰度曲线并不是完全统一的，这是因为有些织物的经向纬向结构是不一样的，渗化的程度也会有差异。其中，织物b、c、f属于平纹结构，各自经纬向结构基本没有差异，所以在清晰度方面也别没有多大差异。织物a、d、e分别为缎纹、斜纹和变化斜纹，各自经纬向结构差异较大，所以经纬向清晰度差别也较大。当线条宽度为纬向时，织物清晰度由高到低依次为a>b>c>d>e>f。当线条宽度为径向时，织物清晰度由高到低依次为变化e>a>b>c>d>f。本发明中，表征内部渗化的灰度差分绝对值之和算法的公式如下：其中，m、n分别为图像的宽和高；f(x，y)表示在图像(x，y)点的灰度值；d(f)为灰度差分绝对值之和，它表征了图像灰度变化的平均程度，灰度变化的平均程度越大，图像越清晰；反之灰度变化的平均程度越小，图像越模糊。因此本发明采用灰度差分绝对值之和算法，能快速、实时、有效的测量。本发明对内部渗化清晰程度的灰度差分绝对值之和算法中包括对阳线、阴线进行处理，亦包括6种棉织物上所印刷的方形圆形的处理。在本发明中灰度差分绝对值之和使用smd值来表示。图5至图8显示了a、b、c、d、e、f六种棉织物上经向、纬向的阳线、阴线的smd值的折线图。由上面图5至图8中可以看出，随着线条设置宽度的增加，阳线大部分织物的smd值也逐渐增大，这说明织物的清晰度随着线条宽度增加而逐渐降低，这和上文3.1.1中提到的随着织物宽度的增加，织物的清晰度也逐渐提高相违背。事实上，随着阳线线条宽度的增加，墨水的用量逐渐增多，所以导致平均到内部出现的“白点”就越少，所以阳线线条的均匀程度就越大；而阴线由于随着线条宽度增加，周围色块上的墨水量远远大于产生线条所需的墨水量，因此线宽影响均匀的程度就越小，所以随着阴线线条宽度的增加，smd值基本不变图中还可以看出织物经向和纬向上的清晰度曲线并不是完全统一的，其变化为当线条宽度为纬向时，织物清晰度由高到低依次为a>b>c>d>e>f。当线条宽度为径向时，织物清晰度由高到低依次为变化e>a>b>c>d>f。本发明对内部渗化清晰程度的灰度差分绝对值之和算法中还包括对棉织物上方形和圆形。图9显示了a、b、c、d、e、f六种棉织物上所印制的方形、圆形图案的smd值的折线图。六块织物上方形和圆形得到的smd值相差不大，证明了smd值在反应内部渗化上具有准确性。从图9可以推断出织物f的清晰度最差，织物a、b清晰度最好，织物c、d、e清晰度居中。将印刷有格子图的棉织物作为测试样本，对棉织物的数码印花清晰度进行主观评价。根据设计实验来组织人员，采用单刺激法，测试者随机观察多个测试样本，并且对不同的测试者测试样本的顺序是随机的，测试者观察的测试样本进行打分；对测试者所打的分数进行归一化平均处理得到主观评价分值，具体的计算公式为：mosj表示对编号为j测试图像的平均意见得分，表示剔除异常数据后的有效打分个数，表示对图像的有效打分；异常数据判断通常采用r分布进行判定，即观测者i对图像j的打分若在区间外，则认为异常数据，α为置信度，uj和σj为原始打分的均值和标准差。本发明中，是在明亮宽敞的教室，随机挑选20位男女比例1:1的无色盲色弱的大学生。将织物平铺在教室课桌上，让20位观察者依次分别观察不同织物的彩色图案，然后再与数据库里的不同清晰度的图案进行对比，选出织物图案与数据库图片清晰程度最为接近的，并根据图片编号参照相对性尺度图案对应分数表得到相应的分数。分数即可表示该图案的清晰性，分值越大，图案的清晰度越高。对测试者所打的分数进行归一化平均处理得到主观分值。本发明中采用平均意见得分法(meanopinionscore，mos)。相对性尺度图案对应分数表见图11。图10中标识了a、b、c、d、e、f六种棉织物上所印刷的格子图案的局部图。从图10中各织物的格子图可以从主观上看出，不管什么组织结构的织物，沿着经纬向印花的清晰性均比斜着的不严经纬向印花的清晰度高。其中大部分织物经纬向的清晰度差别不大，织物e明显沿着经向(横向)的清晰度比沿着纬向(竖向)的清晰度高，这和3.1中客观评价的结论基本一致，从而验证了实验的准确性。根据本发明中的测试者所打出的分值，再根据主观评价分值的计算公式，所计算出的a、b、c、d、e、f六种棉织物上数码印刷的主观评价分值见图4。表4织物主观评价平均意见得分表织物编号平均意见得分a4.28b4.15c4.06d3.27e2.58f3.39从表中可以出，织物的整体清晰度由大到小排序依次为a>b>c>f>d>e。这和客观评价方法得出的结论基本一致。其中由于织物f厚度最薄，从主观上看能明显感觉到颜色较其他五种布浅，在主观评价上每个人的标准都有所差别导致织物f的清晰度得分误差较大。织物e有明显的斜向纹路，大部分观测者都认为其清晰度特别差，但这与经客观方法数据分析得出的结论不一样。说明即使是客观上数据表明的清晰度高的织物，在实际应用当中，斜纹由于织物纹路过于明显，或多或少会影响人们对图像清晰度的判断。所以准确评价一个图像的清晰度应该将主观和客观的方法对应起来，而不是单一的用某一种方法进行评价。以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本
技术领域：
中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。当前第1页12