Способ компьютерного определения показателей плотности прошивки (числа петель на единицу площади) махровых текстильных изделий
Владельцы патента RU 2428527:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановская государственная текстильная академия" (ИГТА) (RU)
Изобретение относится к способу компьютерного определения показателей плотности прошивки - числа петель на единицу площади махровых текстильных изделий, заключающемуся в формировании пробы и подсчете числа петель по вертикали - длине и горизонтали - ширине, отличающемуся тем, что производят сканирование пробы, получают ее цифровое изображение, на данном цифровом изображении выделяют исследуемую область в виде квадрата, сторона которого соизмерима с шириной петельного ряда и шириной петельного столбика, на главной диагонали изображения задают начальную точку и перемещают выделенную область последовательно в вертикальном и горизонтальном направлениях, формируют два массива значений функции входного сигнала яркости изображения для каждого пикселя, находят автокорреляционную функцию данных массивов, при достижении первого локального максимума автокорреляционной функции подсчитывают число пикселей в выбранном направлении, соответствующих по яркости количеству петель, вычисляют количество петель, на основании полученных значений числа петель по вертикали - длине и горизонтали - ширине определяют плотность прошивки - число петель на единицу площади по известной зависимости. Технический результат заключается в повышении быстродействия измерения показателей плотности прошивки махровых текстильных изделий путем автоматизации подсчета числа петель по вертикали (длине) и по горизонтали (ширине). 1 табл., 3 ил.
Изобретение относится к текстильной промышленности и может быть использовано при определении показателей плотности прошивки (числа петель на единицу площади) махровых текстильных изделий.
Известен способ определения показателей ворсистости, в частности густоты ворса, тканых полотен по компьютерному изображению, заключающийся в сканировании изображения линии перегиба ткани с ворсом в направлении, перпендикулярном этой линии, суммируют значения яркости пикселей, строят кривую яркости на участке, соответствующем светлым пикселям, определяют уровень грунта ткани путем усреднения значений яркости этих пикселей, определяют уровень фона аналогичным образом на участке, соответствующем темным пикселям, выделяют точку на кривой в середине промежутка между уровнями грунта ткани и фона, зону ворса определяют путем построения через эту точку касательной к кривой и проведения вертикальных линий через точки пересечения касательной с уровнями грунта ткани и фона, густоту ворса определяют суммированием яркости пикселей в зоне ворса.
Недостатком данного способа является то, что он позволяет оценить густоту ворса тканых ворсовых полотен, но для определения показателей прошивки (числа петель на единицу площади) махровых изделий он не пригоден.
Наиболее близким способом к предлагаемому является способ определения числа петель на единицу площади [ГОСТ 15902.2-2003. Полотна нетканые. Методы определения структурных характеристик [Текст] - Взамен ГОСТ 15902.2-79; введ. 2004-09-01. М.: ИПК «Издательство стандартов», 2004. - 33 с.], заключающийся в раскладывании пробы махрового полотна на гладкой поверхности и непосредственном подсчитывании числа петель отдельно по ширине и по длине на отрезке 50 мм с помощью измерительной металлической линейки (шаблона), препаровальной иглы и лупы. Подсчет числа петель проводят с точностью до 0,5 петли и округляют до целого числа, подсчитывают число петель на единицу площади ПS (25 см2 или 1 м2) соответственно по формулам:
или
где ПД - число петель по длине на 50 мм;
ПШ - число петель по ширине на 50 мм.
Данный способ позволяет определить число петель на единицу площади, но является довольно трудоемким.
Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение скорости (быстродействия) измерения показателей плотности прошивки махровых текстильных изделий путем автоматизации подсчета числа петель по вертикали (длине) и по горизонтали (ширине).
Указанный технический результат достигается тем, что в способе компьютерного определения показателей плотности прошивки (числа петель на единицу площади) махровых текстильных изделий, заключающемся в формировании пробы и подсчете числа петель по вертикали (длине) и горизонтали (ширине), согласно изобретению производят сканирование пробы, получают ее цифровое изображение, на данном цифровом изображении выделяют исследуемую область в виде квадрата, сторона которого соизмерима с шириной петельного ряда и шириной петельного столбика, на главной диагонали изображения задают начальную точку и перемещают выделенную область последовательно в вертикальном и горизонтальном направлениях, формируют два массива значений функции входного сигнала яркости изображения для каждого пикселя, находят автокорреляционную функцию данных массивов, при достижении первого локального максимума автокорреляционной функции подсчитывают число пикселей в выбранном направлении, соответствующих по яркости количеству петель, вычисляют количество петель, на основании полученных значений числа петель по вертикали (длине) и горизонтали (ширине) определяют плотность прошивки (число петель на единицу площади) по известной зависимости.
Указанный результат достигается за счет сканирования, автоматического выделения участка исследуемого изображения, автоматического расчета и построения автокорреляционной функции и подсчета числа петель на единицу площади материала.
На фиг.1 показано сканированное изображение исходной пробы махрового текстильного изделия.
На фиг.2 показан график автокорреляционной функции для подсчета количества петель по вертикали (длине).
На фиг.3 показан график автокорреляционной функций для подсчета количества петель по горизонтали (ширине).
Способ осуществляют следующим образом. Пробу махрового текстильного изделия устанавливают на рабочей поверхности оптического сканера и сканируют для получения графической информации. При этом размещают пробу таким образом, чтобы процесс сканирования происходил по вертикали (по длине). Сканирование пробы производят в отраженном свете с разрешающей способностью 300 пикселей на дюйм (фиг.1). Затем на изображении выделяют область в виде квадрата стороной 1 см. Задают начальную точку на главной диагонали изображения и перемещают область в вертикальном направлении (по длине), формируя массив значений функции сигнала яркости изображения (значение функции подсчитывается в каждом пикселе). По значениям полученного массива вычисляют автокорреляционную функцию. Определяют первый локальный максимум автокорреляционной функции. Вычисляют число пикселей по длине λ. Число петель по длине ПД (фиг.2) вычисляют по формуле:
где 300 - разрешение процесса сканирования (число пикселей на 1 дюйм);
2,541 - количество сантиметров в одном дюйме.
Аналогичным образом, перемещая область в горизонтальном направлении, определяют число петель по ширине ПШ (фиг.3). Плотность прошивки петель на 25 см2 ПS определяют по формуле:
Проверку предлагаемого способа определения показателей плотности прошивки (числа петель на единицу площади) махровых текстильных изделий осуществляли путем сравнения количества времени (скорости) получения результатов по предлагаемому способу со скоростью получения результатов по прототипу - ручному методу подсчета числа петель на единицу площади (табл.1). В качестве единицы площади была выбрана площадь 25 см2.
| Таблица 1 | |||
| Продолжительность подсчета петель | |||
| Номер образца | Предлагаемым способом, с | По прототипу, с | Отклонение от способа-прототипа, с |
| 1 | 3 | 100 | 97 |
| 2 | 3 | 105 | 102 |
| 3 | 3 | 96 | 93 |
| 4 | 3 | 102 | 99 |
| 5 | 3 | 108 | 105 |
Полученные результаты показывают, что скорость подсчета числа петель на 25 см2 по предлагаемому способу увеличивается примерно в 102 по сравнению со скоростью подсчета числа петель по прототипу - ручному методу подсчета.
Пример практического осуществления способа.
Практическое осуществление способа было реализовано на примере нетканого махрового полотна «Лиропль», артикул С88. Пробу полотна размером 10×10 см2 расправляют, устанавливают на рабочей поверхности оптического сканера марки HP LaserJet M 1120 MFP таким образом, чтобы процесс сканирования происходил по длине пробы (вертикальное направление) и перпендикулярно ширине (горизонтальное направление). Производят сканирование с разрешающей способностью 300 пикселей на дюйм. Получают цифровое изображение пробы. На главной диагонали изображения выделяют область в виде квадрата стороной 1 см. Перемещают квадрат в вертикальном направлении сверху вниз, формируя при этом набор значений функции входного сигнала яркости изображения для каждого пикселя. Для полученного набора вычисляют автокорреляционную функцию по формуле:
где zk - значение сигнала яркости изображения в пикселе k;
zk+τ - значение сигнала яркости изображения в пикселе k+τ;
E(z) - математическое ожидание;
µ - среднее значение;
σ - среднее квадратическое отклонение.
Определяют первый локальный максимум автокорреляционной функции: λ=13 (пикселям). По формуле (3) вычисляют число петель по длине с точностью до сотых: ПД=9,08 петель. Перемещают квадрат в горизонтальном направлении слева направо, формируя аналогичный набор значений функции входного сигнала яркости изображения. По формуле (5) вычисляют автокорреляционную функцию. Определяют первый локальный максимум автокорреляционной функции: λ=25 пикселей. По формуле (3) подсчитывают число петель по ширине: ПШ=4,72. По формуле (4) определяют плотность прошивки на 25 см2: ПS=1071,44 петель на 25 см2.
Способ компьютерного определения показателей плотности прошивки - числа петель на единицу площади махровых текстильных изделий, заключающийся в формировании пробы и подсчете числа петель по вертикали - длине и горизонтали - ширине, отличающийся тем, что производят сканирование пробы, получают ее цифровое изображение, на данном цифровом изображении выделяют исследуемую область в виде квадрата, сторона которого соизмерима с шириной петельного ряда и шириной петельного столбика, на главной диагонали изображения задают начальную точку и перемещают выделенную область последовательно в вертикальном и горизонтальном направлениях, формируют два массива значений функции входного сигнала яркости изображения для каждого пикселя, находят автокорреляционную функцию данных массивов, при достижении первого локального максимума автокорреляционной функции подсчитывают число пикселей в выбранном направлении, соответствующих по яркости количеству петель, вычисляют количество петель, на основании полученных значений числа петель по вертикали - длине и горизонтали - ширине определяют плотность прошивки - число петель на единицу площади по известной зависимости.
