[发明专利]一种异形纤维的尺度形状特征的提取方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种异形纤维的尺度形状特征的提取方法，属于异形 纤维形状特征检测技术领域。

背景技术

纤维截面的异形化是物理改性的一项重要手段，它通过模拟天 然纤维的各种形态改善合成纤维的服用性能。各种异形截面纤维在国 外已大量生产，国内也有研制和批量生产，其中中空、中空异形、三 角形、三叶形等使用已非常广泛，多角形、多叶形、T形、C形、H形、 十字形、扁平形等也已有生产。异形截面纤维不规则的截面形状赋予 织物独特的服用和外观性能。

截面特征参数是表征截面形状的主要指标，也是研究服用性能的 基础之一。目前对异形纤维截面的识别主要还限于人工法或半自动 法。在异形纤维检测领域广泛采用视频显微镜、普通生物显微镜测试 异形截面纤维特征参数。视频显微镜通过与之配套兼容的 PinnacleStudio8.0图像采集软件，采集在计算机屏幕上观察到的 一定放大倍数下的异形纤维截面图像，再利用与视频显微镜配套兼容 的Imager-Proplus图像分析软件，测量异形纤维截面的内切圆半 径、外接圆半径、异形纤维截面周长和面积、异形纤维截面外接圆周 长和面积、中空纤维截面的中空面积、“V”字形纤维的角度等特征 参数，由此计算出异形纤维的异形度指标。生物显微镜法用装在显微 镜上的显微描绘仪在描图纸上描绘异形纤维截面图像，再用复印机放 大2～4倍，剪纸、称重或用软尺测量，计算得到异形截面纤维异形 度指标。

这两种测试方法，需要检测人员手工操作，方法费时，费力，准 确性差，对检测人员的主观技术经验依赖性强，且只适用于已知异形 纤维形态测量异形度，不能进行异形纤维的自动识别、分类和统计。

发明内容

本发明的目的在于提出一种异形纤维的尺度形状特征的提取方 法，该方法在实现异形纤维横截面显微图像全自动拍摄采集基础上， 利用异形纤维边沿的凹凸特性自动识别异形纤维的几何形状，准确地 对异形纤维自动分类，实现了异形纤维自动分类和混合纤维比例自动 计算。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：利用三维自动载物台、 光学显微镜、工业控制计算机和数字摄像机组成图像采集系统，由控 制软件经串行口分别对三维自动载物台XYZ方向的步进电机控制， 实现载物平台在水平和垂直方向的移动控制，使光学显微镜工作在最 佳聚焦状态进行图像采集。

本发明的提取方法的步骤是：首先给定‘异形纤维横截向样片’， ‘装配三维自动平载物台的显微镜’经‘连续迂回图像采集’、‘自动 聚焦’到对图像进行‘是图像目标？’判断，如果否，返回到‘连续 迂回图像采集’如果是，到‘分图像采集’进行分图像采集，然后可 以返回到‘连续迂回图像采集’继续采集，直到分图像采集结束进到 ‘大图拼接’，得到‘清晰的纤维图像全景图’、经对采集到的图像进 行‘图像分割’、‘链码表示’‘TAR计算’、‘提取TARN’、‘提取TARP’、 ‘纤维几何形状确定’最后‘纤维分类、统计’。

通过上述步骤，拍摄清晰的异形纤维横截面图像，在试样片的水 平面上找到各个纤维的位置，其次是针对各个纤维进行垂直方向的聚 焦。利用三维自动载物台的光学显微镜，通过以下的步骤在水平(X， Y)和垂直(Z)方向自动搜索纤维并采集图像，实现异形纤维横截 面显微图像全自动拍摄采集和自动分类统计。

本发明的有益效果：采用本发明的提取方法，省时、省力，准确 性高，客观，可以自动获得试样片的全景图和纤维的分类统计结果， 取代人工检测异形纤维，具有一定的使用价值。

以下结合附图和实施例对本发明的方案作比较详细的说明。

附图说明

图1为本发明的异形纤维提取方法的步骤流程图；

图2为本发明的异形纤维提取方法的连续迂回采集示意图；

图3为本发明的异形纤维提取方法的采集时毗连的图像间留有 重叠区域示意图；

图4为本发明的异形纤维提取方法的拼接预处理后的全景图；

图5为本发明的异形纤维提取方法的异形纤维几何形状自动确 定示意图。

具体实施方式

参照图1，这是本发明的异形纤维提取方法的步骤流程图。

如图所示，利用图像提取设备的控制软件经串行口分别对三维自 动载物台XYZ方向的步进电机控制，实现载物平台在水平和垂直方向 的移动控制，使光学显微镜工作在最佳聚焦状态对图像进行采集和分 类统计。