基于图像处理的织物保形性检测方法研究

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保形性是指织物经使用后保持外观形态不变的能力,是织物最基础的性能之一。现有检测保形性的标准方法缺乏客观性,准确性较低,且结果易受测试环境影响。对此,国内外研究人员陆续运用图像处理技术、力学模型构建等方法深入探索客观高效的保形性检测方法。目前,关于织物保形性评价方法的研究已经比较成熟,如折皱回复性、悬垂性与硬挺度检测。但仍存在研究性能单一、缺少专用检测设备等问题,未能实现对保形性的全面、准确评价。所以,本课题致力于开发出一种能够自动检测织物保形性的仪器。并提出一种基于图像处理的织物保形性检测方法,全面地、准确地表征织物保形性。首先,通过对现有保形性检测仪器工作原理的学习,搭建了一套织物保形性检测仪器。仪器由加压装置、抬起装置与相机等七个主要部件组成,可以实现且记录织物折痕产生而后自然恢复的过程。接着基于图像处理方法,将织物折痕处理成一条由单个白色像素点连接而成的折痕轮廓线。并从折痕轮廓线中提取出能够表征折痕轮廓形态的三项基本保形指标,即折痕角度、折痕高度与折痕面积。然后,为进一步探索织物保形性检测仪器的稳定检测状态、提高检测准确性,设计了一种以三项基本保形指标的标准差作为评价指标的正交试验,分析仪器的可调参数对折痕检测稳定性的影响。得出了当试样大小为30cm×30cm,加压时间为60s,压力大小为40N时,保形性检测仪器能够稳定检测织物折痕。此时的折痕角度指标的标准差为2.0°,折痕高度指标的标准差为0.06cm,折痕面积指标的标准差为0.16cm~2。并采用此参数设置方案用于后续保形性检测试验中。接着,将折痕曲线拟合成双高斯曲线,直观展现织物折痕曲线的形态。并从双高斯曲线中提取出能够表征折痕曲线特征的三项折痕特征指标,即顶角、顶高与最大曲率,用以描述折痕曲线的形态特征和细节之处。三项折痕特征指标可以描述织物在经折皱、悬垂与弯曲后的恢复情况,进而表征织物的折皱回复性、悬垂性与硬挺度。最后,对比织物保形性检测方法与现有标准方法的测试结果,验证织物保形性检测方法的可行性。通过动态测量折痕恢复阶段中不同时刻的折痕特征指标,发现在织物折痕恢复初期,顶角与最大曲率逐渐增加,顶高逐渐减小。随着折痕恢复,三项指标都趋于稳定。所有试样可以在折痕恢复阶段的前60秒内达到最大恢复状态。通过分析最大恢复状态下的折痕特征指标与现有标准保形性评价指标间的线性回归关系,得出顶角与最大曲率可以表征织物折皱回复性能,顶高与最大曲率均可以表征织物悬垂性与硬挺度。综上,本课题较现有保形性检测方法实现了对保形性的更全面地、准确地评价,革新了织物保形性检测方法。开发出的织物保形性检测仪器大大提高了检测效率与检测自动化程度。本课题为高保形纺织品的制备提供了可靠的测试依据。
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