织物组织结构的自动识别

棉纺织技术　第３０卷第４期　Ｃｏｔｔｏｎ　Ｔｅｘｔｉｌｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　２００２年４月　织物组织结构的自动识别　高卫东　刘基宏徐伯俊狄炜　薛卫　（江南大学）　摘要：　在ｆ２ｅ）＂、蚌纱排列参数已经确定的基础上，进一步识别了组织循环经纱数和蚌纱单元上组织点的　经纬性质，根括识别结果生成织物组织矩阵，并对组织标准矩阵进行校验以提高祝别的可靠性，最后输出织物组　织田，实现了织物组织结构的自动识别。　关键词：　机织物；经组织点；纬组织点；矩阵；组织图　中图分类号：ＴＳ１０１．９１　３　文献标识码：Ａ　文章编号：１００１—７４１５（２００２｝０４４）０２６４３３　织物组织的经纬纱沉浮规律一般用组织图来　点分布规律就实现了组织点经纬性质的确定　表达，在织物组织自动识别系统中，识别结果也将　１．２组织点经纬性质确定实例　通过组织图的形式输出。组织图由三个特征信息　仍以经纱排列参数确定时所用的织物扫描图　限定：组织循环经纱数、组织循环纬纱数、各个组　像　为例，如图１所示。　织点的经纬性质　其中，组织循环纬纱数通过纬　纱单元的自相关函数便可确定　，另两个特征信　＿　｝”　息组织循环经纱数、组织点经纬性质的确定则是　Ｐ　＇　本文的研究内容，并在确定了组织图的三个特征　－　■｛　ｆ　’：　－　信息后，给出织物组织图生成方法　为了提高识　ｒ－　ｔ～；　ｔ　一　别的可靠性，还需对织物组织图加以校验。　一ｔ　＊　一　一●　～　一　图Ｉ织物扫描图像　１组织点经纬性质确定　为了描述每个纬纱单元上的组织点经纬性　１．１　组织点经纬性质确定的方法　质，可以用代码Ｉ表示经组织点，代码０表示纬组　在经纱排列参数确定的过程中，已将织物中　织点，代码一Ｉ表示尚未分析的组织点。通过分　每一个纬纱单元分解为一系列的经组织点区域和　析各纬纱单元组织点区域的变动情况，已经得出　纬组织点区域，显然经组织点区域只包含有经组　经纱位置为：５一Ｉ３、Ｉ３—２１、２Ｉ－２９、２９－４０、４０＿４５、４５—　织点，纬组织点区域只包含有纬组织点　若能得　５３、５３＿６１　６１－７Ｉ、７Ｉ－７８、７８—８７、８７－９６、９６．１０３、１０３一　出各组织点区域所包含的组织点数，便能识别出　ｌｌＩ　图１中第１根（由下往上数）纬纱单元上已　纬纱单元上的经、纬组织点变化规律。　确认的纬组织点区域分别为：５－２１、４０．５３、７Ｏ一８７，　对比分析一个组织循环中所有纬纱单元上经　则经纱区域为２１．４ｏ．５３￣９，最后３根经纱所在区　组织点区域或纬组织点区域的变动情况，可分析　域未作确认，所以这３根经纱上的组织点代码为　出每根经纱所处的位置范围　，有了每根经纱所　一１，因此第１根纬纱上的组织点性质依次为０、　处的位置范围以后，便可得出纬纱单元上备经组　０、１、１、０、０、Ｉ、Ｉ、０、０、一Ｉ、一１、一１。第２根纬纱　织点区域和纬组织点区域所包含的经纱根数，电　单元上已确认的纬组织点区域分别为：１３－２９、４５—　就得出了各经组织点区域和纬组织点区域所包含　６１、７９—９６，因第１根和最后两根经纱所在区域未　的组织点的个数，组织点数等于所包含的经纱根　作确认，所以这３根经纱上的组织点代码为一Ｉ，　数，据此可以确定每一纬纱单元上经、纬组织点的　这样第２根纬纱上的组织点性质依次为一１、０、　分布，综合一个组织循环中所有纬纱单元的组织　０、１、Ｉ、０、０、１、１－０、０、一１、一１，同理可得第三根纬　目家教育部　高等学校骨Ｔ教师资助计划”资助项目　纱上的组织点性质依次为一１、一１、０、０、１、Ｉ、０、　作者简舟：高『Ｊ东，另．１９５９年生．教授，无锡，２１４０３６　０、１、１、０、０、一ｌ，第四根纬纱Ｅ的组织点性质依次　峻稿日期：２００２￣１　ａ３８　为一１、一１、一Ｉ、０、０、１、１、０、０、ｌ、１、０、０　维普资讯 http://www.cqvip.com

第３０卷第４期　棉纺织技术　２００２年４月　Ｃｏｔｔｏｎ　Ｔｅｘｔｉｌｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　２组织循环经纱数的确定　２．１组织循环经纱数确定的方法　首先求取一个组织循环内每一纬纱单元图像　的经向亮度均值，然后求其自相关，得到以象素表　示的周期．即每一纬纱单元的最小经纱循环数，再　求所有这些最小经纱循环数的最小公倍数，即为　所分析织物的组织循环经纱数尺　。　２．２确定组织循环经纱数的实例　仍以图１中的织物图像为例，第一根纬纱单　元图像及其经向亮度曲线详见参考文献［２］中的　图４。对第一个纬纱单元的经向亮度曲线求自相　关函数得最小经纱循环数为３２．１７５个象素点。　采用同样方法求得第２、第３、第４个纬纱单元的　最小经纱循环数依次为３１．６６４，３２．４４２，３１　７０７　个象素点，通过经纱根数换算和圆整得到该织物　组织经纱循环数尺　为４　３组织图生成　首先由前述的分析结果生成下面的矩阵　一１—１—１　０　０　１　１　０　０　１　１　０　０　—１—１　０　０　１　１　０　０　１　１　０　０—１　—１　０　０　１　１　０　０　１　１　０　０—１—１　０　０　１　１　０　０　１　１　０　０—１—１—１　先将矩阵中含有代码一１的列去除，接下来　根据经纱组织循环Ｒ．去除多余的列数，留下的则　为织物组织随机矩阵Ｐ　：　０　０　ｌ　１　０　１　１　０　Ｐ＝　ｌ　１　０　０　１　０　０　１　再对织物组织随机矩阵Ｐ　进行经标准化处　理，即织物组织起点调整，使第一根经纱和第一根　纬纱相交处为经组织点，且连续绘出该经组织点　所在经浮长所包含的所有经组织点，从而得到标　准组织矩阵Ｐ（本例Ｐ与Ｐ，相同）。　４组织图的校验　考虑到图像获取和分析过程中一些随机因素　的干扰，需对上述方法分析得到的标准组织矩阵　进行进一步的校验。　首先对标准组织矩阵进行交织校验，它基于：　一个组织循环中的每一根经纱（或纬纱）至少和　一根纬纱（或经纱）交织一次。即在标准组织矩　阵上表现为矩阵的每一行的和必定大于等于１．　但小于Ｒ　；矩阵的每一列的和必定大于等于１，　但小于尺　经对上例中的标准组织矩阵进行校　验，符合交织规律。其次，进行对照校验，这是将　标准组织矩阵与已经建立的织物组织矩阵库中的　组织矩阵进行比较，从库中找出与分析结果完全　相同的矩阵，若能找到，则认为分析结果正确，并　按组织图矩阵库中的织物组织名称输出。若没有　完全相同的矩阵，则找出最为相似的组织矩阵，由　人工干预纠错与确认。通过对照校检可以得到上　例中的织物组织为二上二下斜纹组织。　５织物组织结构识别实例　为了更全面地描述织物组织结构的识别过　程，觋以一个较为复杂的织物为识别对象，其织物　扫描图像如图２所示。　图２待识别织物的扫描图像　第一步：确定纬纱排列参数。分析图像的纬　向亮度并进行傅立叶变换得到周期　为６５．８９８　个象素，由所采用的分辨率为５０８０　ｄｐｉ可算得纬　纱间距为０．３２９５　１１１１１１，据此求得纬纱密度为　３０３．５根／１０　Ｃ１１ｆｌ。进而确定纬纱的位置并分割出　单根纬纱的图像　第二步：确定经纱排列参数　根据分割出纬　纱单元图像，进行自相关分析得到组织循环纬纱　数尺　为８，并据此建立同类纬纱单元图像。　第三步：分析每个同类纬纱单元图像的经向　亮度方波，可将同类纬纱单元图像分成一系列经　组织点区域和纬组织点区域，分析比较各纬纱单　维普资讯 http://www.cqvip.com

棉纺织技术　Ｃｏｔｔｃ￣Ｔｅｘｔｉ；ｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　第３０卷第４期　２００２年４月　元图像的经组织点区域和纬组织点区域变化，可　得出各根经纱所处位置的象素范围，并可推算出　经纱密度为４２５根／１０　ｅｍ。　第四步：确定各纬纱单元上的组织点经纬性　质，生成初步的分析结果矩阵：　ｌ　０　０　１　０　ｌ　ｌ　０　ｌ　０　０　ｌ　０　１　１　０　１　０　０　１　０　１　０　１　０　１　０　１　０　１　０　１　０　１　０　１　０　１　０　１　０　１　０　１　ｌ　ｌ　ｌ　０　ｌ　０　ｌ　１　ｌ　ｌ　ｌ　０　ｌ　０　ｌ　ｌ　ｌ　ｌ　ｌ　０　１　０　ｌ　ｌ　０　ｌ　０　ｌ　１　ｌ　ｌ　ｌ　０　１　０　１　１　ｌ　１　ｌ　０　１　０　１　１　ｌ　１　０　１　ｌ　１　ｌ　ｌ　ｌ　１　０　ｌ　ｌ　ｌ　ｌ　１　ｌ　１　０　１　ｌ　１　１　０　１　０　ｌ　ｌ　ｌ　１　ｌ　０　１　０　ｌ　ｌ　ｌ　１　ｌ　０　ｌ　Ｏ　ｌ　ｌ　１　１　０　ｌ　ｌ　ｌ　ｌ　ｌ　１　１　０　ｌ　ｌ　ｌ　ｌ　ｌ　ｌ　ｌ　０　１　ｌ　０　１　０　１　０　１　０　ｌ　０　ｌ　０　１　０　１　０　ｌ　０　ｌ　０　ｌ　Ｏ　ｌ　第七步：进行组织图校验，该组织符合交织规　律　但对照组织库中的组织矩阵，无相同的组织　矩阵，该组织较为特殊，属于联台组织中的变化蜂　巢组织。　第八步：绘制织物组织图如图３所示。　图３识别所得的组织图　第五步：根据　对八个纬纱单元的经向亮　６结束语　待识别织物的组织循环经纱数可通过纬纱单　元经向亮度信号的自相关分析得出。其值为所有　纬纱单元最小循环经纱数的最小公倍数。组织点　的经纬性质可通过其所属纬纱单元的经、纬组织　度信号分别求自相关函数，得到各自的最小循环　经纱数，如表１所示。再求取各纬纱单元最小循　环经纱数的最小公倍数，这个最小公倍数就是所　分析织物的组织循环经纱数Ｒ．＝８。　点区域及区域中所含经纱数得以分辨　由组织循　环经纱数、组织循环纬纱数和组织点经纬性质分　析的结果可生成组织随机矩阵，经过组织的起点　第六步：根据Ｒ．去除分析结果矩阵中多余的　列，则得到织物组织随机矩阵Ｐ　，再进行标准化，　得到织物组织标准矩阵Ｐ。　０　ｌ　０　０　ｌ　Ｏ　ｌ　１　ｌ　０　１　０　１　０　１　０　ｌ　ｌ　１　ｌ　０　ｌ　０　ｌ　ｌ　ｌ　１　０　ｌ　０　ｌ　ｌ　Ｐ＝　调整可得组织标准矩阵。对组织标准矩阵进行交　织校验和对照校验可提高识别的可靠性。　参考文献　［１］高卫东，刘基宏，徐伯俊．织物中纬纱排列参数的自　动识别［Ｊ］棉纺织技术，２００２；３０（１）；２８—３１．　［２］高卫东，刘基宏，徐伯俊．织物中经纱排列参数的自　１　１　ｌ　１　０　ｌ　ｌ　ｌ　１　ｌ　ｌ　０　ｌ　０　１　１　Ｉ　ｌ　ｌ　ｌ　Ｏ　ｌ　１　Ｉ　ｌ　Ｏ　ｌ　Ｏ　１　０　ｌ　０　动识别［Ｊ］．棉纺织技术，２００２；３０（３）：３１—３４．　［３］　蔡陛霞　翱物结构与设计［Ｍ］　北京：纺织工业出版　社　１９７９．　Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｉｄｅｎｔｉｉｃａｆｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｆａｂｒｉｃ　Ｔｅｘｔｕｒｅ　Ｇａｏ　Ｗｅｉｄｏｎｇ　Ｌｉｕ　Ｊｉｈｏｎｇ　Ｘｕ　Ｂｏｊｕｎ　Ｄ１　ｗ　Ｘｕｅ　Ｗｅｉ　（Ｓｏｕｔｈｅｒｎ　Ｙａｎｇｔｚｅ　Ｕｎｉ＇ｃｅｍｉｔｙ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｏｎ　ｔｈｅ　ｂａ　ｓ　ｏｆｗｒａｐ　ａｎｄ　ｗｅｆｔ　ａｒｒａｎｇｅ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｔｈｅ　ｎｕｍｂｅｒｓ　ｏｆｗｅｆｔ　ｃｉｒｃｌｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｗｅｆｔ　ｕｎｉｔ　ｉｎｔｅｒｌａｃｉｎｇ　ｐｏｉｎｔｓ　ａｌｅ　ｉｄｅｎｔｉｉｆｅｄ．ｆａｂｒｉｃ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｍａｔｒｉｘ　ａｃｅ　ｃｒｅａｔｅｄ　ａｃ—　ｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｉｄｅｎｔｉｉｆｃａｔｉｏｎ　ｅｓｕｌｒｔｓ．ｔｈｅｎ　ｃｈｅｃｋ　ｏｕｔ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｓｔａｎｄａｒｄ　ｆｂｒａｉｃ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｍａｔｒｉｘ　ＳＯ　ａＳ　ｔｏ　ｉｍｐｒｏ－￣ｅ　ｔｈｅ　ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｉｄｅｎｔｉｉｆｃａｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ｆａｂｒｉｃ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｃｈａｔｓ　ａｒｅ　ｏｕｔｐｕｔｔｅｄ，ｔｈｅ　ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｉｄｅｎｔｉ一　６ｃａｔｉ０１ｌ　ｏｆ　ｆａｂｒｉｃ　ｔｅｘｔｕｒｅ　ｉＳ　ｒｅａｌｉｚｅｄ．　Ｋｅｙ　Ｗｏｒｄｓ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｃｈａｒｔ　Ｗｏｖｅｎ　Ｆａｂｒｉｃ，Ｗａｒｐ［ｎｔｅｒｌａｃｉｎｇ　Ｐｏｉｎｔ，Ｗｅｆｔ［ｎｔｅｒｌａｅｉｎｇ　Ｐ０ＩｎＩ，Ｍａｔｒｉｘ，Ｆａｂｒｉｃ