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专利名称：基于数码显微镜的机织物密度检测仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及以数码显微镜为核心开发的机织物密度检测仪，具体涉及利用数码显微镜采集机织物表面图像，利用USB或IEEE1394接口将机织物图像读入计算机。利用傅里叶变换方法将机织物图像转换到频域，利用频域滤波将机织物图像分解为经纬纱单组纱线系统图像，在经纬纱单组纱线图像中，统计经纬纱线根数，结合图像放大倍率，自动测量出机织物经纬纱线密度。
背景技术：
在机织物生产过程中，一般都需要根据织物来样获得机织物的密度参数进行再生。传统的人工分析方法中，是由专门的检测人员在照布镜的辅助下，计数单位长度内的纱线根数获得织物密度。一般需要计数织物上不同区域的IOcm内纱线根数5次，以5次结果的平均值作为织物密度测量结果。人工分析方法耗时费力、主观性强、劳动强度大，越来越难满足现代纺织自动化生产的要求。利用计算机数字图像处理技术可以实现机织物密度的自动测量，一方面可以降低工人劳动强度，同时可以提高织物分析效率，满足纺织企业自动化生产发展的需求。但现有的织物密度图像分析方法都是先利用一定的图像采集设备，如扫描仪采集织物图像，然后借助一定图像处理软件实现织物密度的检测。如何利用数字图像实时处理技术，实现织物密度的快速检测还没有成熟的解决方案。本发明针对这一问题，以数码显微镜作为图像采集的硬件，采集经过显微镜物镜放大后的织物表面图像，经过USB或IEEE1394接口将图像读入计算机，并利用数字图像处理方法实现机织物密度的实时性检测，系统的结构装置如图1所示。在计算机中，利用Borland C++Bulider 6. 0构建机织物密度检测软件，首先通过数据通信口读取数码显微镜采集到的机织物表面图像，并构建织物图像实时性处理平台。 在机织物密度的检测过程中，首先对机织物图像作傅里叶变换，将图像从时域转换到频域； 然后对织物频域图像进行频率滤波，实现织物图像中经纬纱线系统的分离，获得经纬纱单组纱线图像；在经纬纱单组纱线图像中，对图像作自适应阈值处理，定位经纬纱线；最后统计一定长度内的经纬纱线根数，计算出机织物经纬纱线密度。发明的机织物密度自动检测仪的功能实现过程如图2所示。通过本发明实现的机织物密度自动检测仪，可以机织物密度的自动检测，为机织物结构参数的自动分析奠定基础。

发明内容
本发明的目的是提供一种机织物密度自动检测的软硬件设计原理和实现方法，利用实时图像处理技术实现机织物经纬纱密度的全自动检测，从而取代现有的机织物密度检测方法，提高织物密度检测的准确性，同时解放生产力，与现代纺织自动化生产相适应。本发明采用的技术方案如下
(1) 一种基于数码显微镜的机织物图像采集方法，包括普通的体视显微镜(要求物镜放大倍数在10倍以上)，CXD数码相机(要求相机的分辨率在200万像素以上)，USB 或IEEE1394数据线及数据接口，反射和透射光源；(2) 一种机织物图像实时处理系统，包括利用Borland C++BuIider 6. 0构建机织物图像实时处理系统界面，通过USB或IEEE1394接口读入数码显微镜采集的图像，以及织物图像实时处理的实现方法；(3) 一种机织物图像中经纬纱线分离方法，包括利用傅里叶变换方法将织物图像转换到频域范围，在频域内对织物作滤波处理，获得经纬纱分离的单组纱线图像； (4) 一种机织物密度自动测量方法，包括对经纬纱分离的单组纱线图像作自适应阈值处理，定位经纬纱线，统计一定长度内的经纬纱线根数，计算出经纬纱线密度。本发明利用数码显微镜实现了机织物密度的自动测量，为进一步实现机织物结构参数的自动分析提供帮助，同时也为纺织品图像的自动分析提供一种示范性平台。


图1织物密度检测仪系统结构2机织物密度检测仪功能实现示意3机织物密度检测仪软件界面图4机织物图像采集示范图5机织物图像处理实例图6机织物密度检测结果输出实例
具体实施例方式结合图1、图2所示，本发明的基于数码显微镜的机织物密度检测仪，包括一台普通的体视显微镜，CCD数码相机和计算机及配套的机织物密度检测软件。本发明的工作原理如下通过数码显微镜采集机织物表面反射图像，基于USB或 IEEE1394接口读入织物图像，对织物图像作傅里叶变换，在频域内对图像作滤波，得到经纬纱分离的单组纱线图像，利用自适应阈值方法定位纱线，统计一定长度内的纱线根数，计算出机织物经纬纱密度。本发明的硬件结构原理如图1所示，机织物密度检测软件界面如图3所示。本发明的工作过程如下(1)工作时，首先将待检测的机织物平展在显微镜的载物台上，并使得待检测的一组纱线(经纱或纬纱)方向与检测者平行，尽可能的使织物摆正；(2)打开数码显微镜的相机；(3)打开计算机上的机织物密度检测软件，初始界面如图3所示，分织物图像显示区域、相机控制区域以及测试结果显示区域；(4)点击检测软件界面上的打开相机按钮，织物图像成像在软件界面中织物图像显示区域；(5)开启光源，调节光源亮度以及软件界面中的相机控制区域得到清晰的织物图像，如图4所示；
(6)选择纱线方向，其中横向为纱线测量方向，点击“处理”按钮，按照处理结果对织物方向进行微调，直到采集到的图像显示为一系列竖直分离的纱线为止，图5为一幅织物图像处理结果实例；(7)点击“经纬纱密度测量”按钮，测量该方向织物密度。可移动织物以测量不同区域密度，测满十次，该方向纱线密度测试结束。纱线方向自动调整，如中间需要更换纱线方向，请点击单选按钮进行纱线方向更换；(8)测量另一方向织物密度。同样按照步骤6和7对另一方向纱线密度进行测量， 测量十次，完成纱线密度的自动测量；(9)打印测量结果。填写检测人员姓名和织物样品编号，选择菜单“测量-打印”， 输出测量结果，完成打印后，选择“测量-关闭Excel”，图6为一个机织物样品密度测试结果输出实例；(10)点击相机控制区域中的“关闭”按钮，关闭机织物密度检测系统软件，退出软件，关闭数码显微镜相机和电源，完成机织物密度测量。
权利要求
1.一种基于数码显微镜的机织物密度自动检测仪，其特征在于利用数码显微镜采集织物表面图像，利用图像处理方法实现机织物密度的自动检测。
2.根据权利要求1所述的数码显微镜，其特征在于显微镜物镜放大倍率在10倍以上，支持透射和反射两种光源，显微镜上带有图像采集装置。
3.根据权利要求2所述的图像采集装置，其特征在于相机分辨率在200万像素以上， 带有 USB 或 IEEE1394 接口。
4.根据权利要求1所述的织物密度图像处理方法，设有 用于读取机织物图像的图像读取单元；机织物图像的时频分析单元，用于对机织物图像进行傅里叶变换，得到织物的频谱图， 利用频域滤波方法实现机织物图像中经纬纱线的分离，得到经纬单组纱线图像；机织物密度自动检测单元，在经纬单组纱线图像中，统计一定长度内的纱线根数，根据图像放大倍率计算出经纬纱线密度。
全文摘要
基于数码显微镜的机织物密度检测仪属于新型纺织检测仪器领域。织物密度是指织物中单位长度内的经纬纱线根数，传统依赖于人工的检测方法耗时费力且主观性强，显然不能满足纺织生产自动化的要求。为了解决这一技术问题，本发明以数码显微镜作为图像采集的硬件，并结合图像处理方法实现织物密度的自动检测，实现了一种机织物密度自动检测仪器。利用CCD数码相机采集经过显微镜物镜放大后的织物表面图像，通过USB或IEEE1394接口将织物图像读入计算机。对获得机织物图像进行傅里叶变换，并利用频域滤波方法实现机织物图像中经纬纱线的分离。在分离后的单组纱线图像中，统计一定长度内的经纬纱线根数，从而自动计算出机织物密度。
文档编号G01N21/84GK102288607SQ20111017410
公开日2011年12月21日 申请日期2011年6月20日 优先权日2011年6月20日
发明者刘基宏, 潘如如, 王鸿博, 高卫东 申请人:江南大学