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，棉纖維的品質檢測對棉紡行業(yè)的產、供、需等環(huán)節(jié)都非常關鍵。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，是棉花品級評定的首要內容。棉纖維成熟度與纖維色澤、強力、細度、轉曲、彈性、吸濕等物理、化學性能及纖維的加工、使用價值都有著密切的聯(lián)系，快速、準確、客觀地檢測棉纖維成熟度具有重要的意義。
　　 本研究對現(xiàn)有的棉纖維成熟度檢測方法進行了分析，將這些方法分成直接和間接

2、兩大類。通常，間接方法依靠中間變量的換算關系來表征成熟度，準確性一般。中腔胞壁對比法等直接測試方法，按照成熟度的定義提取棉纖維胞壁厚度等參數(shù)，但測試速度慢、檢測纖維根數(shù)少，不能很好的指導生產。國內外研究表明，利用圖像處理技術是實現(xiàn)棉纖維成熟度直接檢測的一條有效途徑。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，橫截面試樣制樣難度大，不適合快速測試，縱向試樣制作方便，能夠提供一定長度的纖維片段信息。
　　 為獲得清晰的棉纖

3、維縱向圖像，本研究設計了棉纖維干態(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)下進行分散，之后利用地毯式自動聚焦的方法進行圖像采集。
　　 基于纖維縱向圖像的棉纖維成熟度檢測是對纖維成熟度的識別。首先利用圖像處理技術得到纖維的輪廓信息、表面條紋信息；進而提取表征棉纖維成熟度的三個特征參數(shù)：建立了這些參數(shù)的模式空間，通過訓練樣本求出不同成熟度的邊界曲線。
　　 本文首先對棉纖維縱向圖像進行了灰度化和平

4、滑去噪等預處理；然后利用圖像分割、細化、交叉骨架修復等算法提取了纖維的骨架信息。之后利用邊緣檢測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個不同成熟度等級的