棉纖維成熟度縱向圖像分析研究.pdf

1、棉纖維作為傳統(tǒng)的天然纖維素纖維，在紡織纖維中占有重要的地位，棉纖維的品質(zhì)檢測(cè)對(duì)棉紡行業(yè)的產(chǎn)、供、需等環(huán)節(jié)都非常關(guān)鍵。棉纖維成熟度是用于表征纖維胞壁上纖維素積累程度的指標(biāo)，是棉花品級(jí)評(píng)定的首要內(nèi)容。棉纖維成熟度與纖維色澤、強(qiáng)力、細(xì)度、轉(zhuǎn)曲、彈性、吸濕等物理、化學(xué)性能及纖維的加工、使用價(jià)值都有著密切的聯(lián)系，快速、準(zhǔn)確、客觀地檢測(cè)棉纖維成熟度具有重要的意義。
　　 本研究對(duì)現(xiàn)有的棉纖維成熟度檢測(cè)方法進(jìn)行了分析，將這些方法分成直接和間接

2、兩大類(lèi)。通常，間接方法依靠中間變量的換算關(guān)系來(lái)表征成熟度，準(zhǔn)確性一般。中腔胞壁對(duì)比法等直接測(cè)試方法，按照成熟度的定義提取棉纖維胞壁厚度等參數(shù)，但測(cè)試速度慢、檢測(cè)纖維根數(shù)少，不能很好的指導(dǎo)生產(chǎn)。國(guó)內(nèi)外研究表明，利用圖像處理技術(shù)是實(shí)現(xiàn)棉纖維成熟度直接檢測(cè)的一條有效途徑。棉纖維圖像分析可分為基于纖維縱向圖像和橫截面圖像兩類(lèi)，橫截面試樣制樣難度大，不適合快速測(cè)試，縱向試樣制作方便，能夠提供一定長(zhǎng)度的纖維片段信息。
　　 為獲得清晰的棉纖

3、維縱向圖像，本研究設(shè)計(jì)了棉纖維干態(tài)制樣方案，利用Y172型纖維切片器將纖維切成0.5mm的小段在干態(tài)下進(jìn)行分散，之后利用地毯式自動(dòng)聚焦的方法進(jìn)行圖像采集。
　　 基于纖維縱向圖像的棉纖維成熟度檢測(cè)是對(duì)纖維成熟度的識(shí)別。首先利用圖像處理技術(shù)得到纖維的輪廓信息、表面條紋信息；進(jìn)而提取表征棉纖維成熟度的三個(gè)特征參數(shù)：建立了這些參數(shù)的模式空間，通過(guò)訓(xùn)練樣本求出不同成熟度的邊界曲線。
　　 本文首先對(duì)棉纖維縱向圖像進(jìn)行了灰度化和平

4、滑去噪等預(yù)處理；然后利用圖像分割、細(xì)化、交叉骨架修復(fù)等算法提取了纖維的骨架信息。之后利用邊緣檢測(cè)算法和纖維表面條紋的量化等獲得了纖維表面條紋信息，從而完成纖維有效檢測(cè)片段的選取。
　　 根據(jù)不同成熟度棉纖維的形態(tài)特征，最終選擇并提取了纖維平均直徑Wf、纖維寬度沿縱向變化方差Sf及纖維透明特征Gf等參數(shù)來(lái)表征棉纖維的成熟度。
　　 本研究根據(jù)GB/T6099-2008中提供的不同棉纖維的纖維形態(tài)，建立了9個(gè)不同成熟度等級(jí)的