文/陸世棟 吳麗 石巖嶺

羊絨織品以其輕便、優(yōu)良的保暖性能深受消費(fèi)者喜愛，但在服用過程中極易起毛起球，嚴(yán)重影響穿著的美觀。羊絨、羊毛及混紡類織品的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定起毛起球作為產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量考核指標(biāo)，測(cè)試方法為GB/T 4802.3—2008《紡織品 織物起毛起球性能的測(cè)定 第3部分：起球箱法》。該試驗(yàn)方法采用視覺描述評(píng)級(jí)方法進(jìn)行評(píng)定，具有極強(qiáng)的主觀性。因此，如何客觀、正確地評(píng)價(jià)絨衫類織品的起毛起球等級(jí)在評(píng)定羊絨制品質(zhì)量上至關(guān)重要。

本文主要針對(duì)絨衫類針織品，研究使用圖像處理和模式分類技術(shù)進(jìn)行起毛起球的等級(jí)評(píng)定，避免因?yàn)槿说闹饔^因素而導(dǎo)致評(píng)定偏差，客觀準(zhǔn)確地反映產(chǎn)品信息，以便更好地進(jìn)行產(chǎn)品的質(zhì)量控制，并制備起毛起球樣本，通過起毛起球自動(dòng)評(píng)級(jí)系統(tǒng)與人員目光評(píng)級(jí)的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，驗(yàn)證起毛起球自動(dòng)評(píng)級(jí)系統(tǒng)的可行性。

1 自動(dòng)評(píng)級(jí)系統(tǒng)的工作原理

起毛起球自動(dòng)評(píng)定系統(tǒng)主要使用圖像處理方法來進(jìn)行計(jì)算。檢測(cè)過程包括圖像采集、圖像預(yù)處理、圖像分析和特征值提取。由于織物紋理是由經(jīng)紗和緯紗相互交織而成，其表面具有規(guī)則交織的明顯紋理特征。而起球的出現(xiàn)會(huì)破壞這種規(guī)則紋理特征?；谶@種差異，本文提出起毛起球的檢測(cè)和分級(jí)方法。起毛起球算法的流程圖，具體的處理過程如圖1所示。

1.1 采集原始圖像

采集的原始圖像見圖2所示。

1.2 計(jì)算圖像的平均灰度值

本次研究的樣本包含多種顏色的織物裁片，而起毛起球檢測(cè)設(shè)備使用的是灰度相機(jī)，無法采集彩色圖片，因此對(duì)顏色的反映僅表現(xiàn)為平均灰度的不同（即圖片整體的亮暗程度不同），為了加強(qiáng)起毛起球儀的適應(yīng)性，在此做了灰度值判斷，進(jìn)而可以測(cè)試具有同一種紋理的多種樣品。如圖3為不同顏色的織物裁片圖片，表現(xiàn)為不同的平均灰度值。

1.3 圖像光照不均勻補(bǔ)償處理

由于采集的原始圖像的4個(gè)角光照不均勻，須進(jìn)行光照均勻化處理。如圖4所示。

1.4 圖像直方圖均衡化處理

經(jīng)過圖像直方圖均衡化處理后的圖像見圖5所示。

1.5 圖像二值化處理

由圖5可見，圖像明顯發(fā)亮的是毛球。因此，可以根據(jù)起毛起球的不同灰度值大小，設(shè)置不同的閾值，獲取到起毛起球圖像。經(jīng)過二值化處理的圖像見圖6。

1.6 圖像形態(tài)學(xué)處理

織物的起毛起球圖像經(jīng)過二值化處理后，基本可以得到完整的毛球信息，但仍存在大量的紋理信息和噪音。為了得到更為清晰的起毛起球圖像，先對(duì)二值化處理后的圖像進(jìn)行腐蝕操作，將細(xì)小的紋理及噪點(diǎn)濾除；再對(duì)腐蝕后的圖像進(jìn)行膨脹操作后，背景紋理得到較好濾除，使毛球信息得到有效增強(qiáng)。經(jīng)形態(tài)學(xué)處理的圖像見圖7～圖9。

1.7 圖像輪廓處理

通過形態(tài)學(xué)處理之后的圖像，起毛起球的特征雖然被加強(qiáng)了，但是存在很大噪音。因此，通過求取二值化圖像的輪廓，并運(yùn)用漫水填充法去除掉面積不符合要求的干擾。起球圖像見圖10。

1.8 起毛起球特征提取

使用求取連通域的個(gè)數(shù)的方法，獲得輪廓處理后圖像中的連通區(qū)域個(gè)數(shù)，求取起球個(gè)數(shù)。

使用輪廓處理后圖像中的白色像素點(diǎn)個(gè)數(shù)除以圖像總像素點(diǎn)個(gè)數(shù)，求取起球的面積比。

2 樣本制備及評(píng)級(jí)結(jié)果

試樣準(zhǔn)備，選取不同顏色、紗支的絨線類織物，依據(jù)GB/T 4802.3—2008《紡織品 織物起毛起球性能的測(cè)定 第3部分：起球箱法》，分別對(duì)織物面料進(jìn)行測(cè)試，并使用自動(dòng)評(píng)級(jí)系統(tǒng)評(píng)級(jí)和人員目光評(píng)級(jí)。

調(diào)節(jié)和試驗(yàn)用大氣采用GB/T 6529規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)大氣。溫度為20℃，濕度為65%。粗紡織物翻轉(zhuǎn)7200r，精紡織物翻轉(zhuǎn)14400r。測(cè)試結(jié)果見表1。

本次初步選用10個(gè)樣本，每個(gè)樣本上、下、左、右4個(gè)方向各測(cè)試4次，即每幅樣本測(cè)試16次，并最終求取10組數(shù)據(jù)的平均值作為最終的特征值，并進(jìn)行評(píng)級(jí)。

表1 自動(dòng)評(píng)級(jí)系統(tǒng)與人員目光評(píng)級(jí)對(duì)比表

3 結(jié)論

通過自動(dòng)評(píng)級(jí)系統(tǒng)與人員目光評(píng)級(jí)結(jié)果對(duì)比，10個(gè)樣本中有8幅樣本與人工分級(jí)完全一致，即正確的分級(jí)率為8/10=80%，其中2個(gè)樣本因起毛起球面積比處于分級(jí)的界限上，從而產(chǎn)生分級(jí)的交織，而與人工分級(jí)人員商議，由于人工分級(jí)存在主觀性，不具備客觀性，因此相鄰級(jí)別的交織在接受的范圍內(nèi)。

自動(dòng)評(píng)級(jí)系統(tǒng)能提供客觀的評(píng)定級(jí)別，分辨率達(dá)到0.5級(jí)。