一种基于光谱图像颜色处理技术检测纤维染色的方法技术

本发明专利技术涉及一种基于光谱图像颜色处理技术检测纤维染色的方法，包括步骤：(1)确定补光参数：采用光谱成像仪采集数据，记录标准补光参数；(2)制备待测织物；(3)第一次判定：利用方差分析来判断数据间是否存在显著性差异；(4)第二次判定：确定管控值范围，并与待测织物的数据进行比较；(5)第三次判定：采集标准织物和待测织物的多光谱图像，定义色差阈值M，并与标准织物的LAB图像和待测织物的LAB图像之间的色差

【技术实现步骤摘要】
一种基于光谱图像颜色处理技术检测纤维染色的方法


[0001]本专利技术属于化纤检测
，涉及一种基于光谱图像颜色处理技术检测纤维染色的方法。

技术介绍

[0002]化纤行业作为一项关系国计民生的重要行业，它在满足人们衣着多样性、生活高品位方面做出极大贡献。化纤行业作为劳动密集型企业，随着劳动力成本的提高，化纤企业的竞争也越来越激烈，管控产品品质成为企业发展的根本，在化纤企业，检测纤维产品染色作为产品品质管控的重要一关，单纯依靠人工检测，存在检测标准不一，常常出现漏判和错判等误判情况，在织造半成品布后进行染整时才能反映出来，织造染整周期长，因原料染色问题导致客户无法完成订单造成合同违约，给公司带来巨大的经济损失。
[0003]目前方法有对初染染液及最终染色残液的最大吸收波长及吸光度的分析，达到织物的判色(公开号CN205719260U)，该方法无法确定织物实际染色效果，准确度低，以及织物染色后的条纹和段斑缺陷无法检测；采用工业相机采集图像，运用图像处理分析、报警控制等设备技术，将其RGB值、饱和度值、色度值作为检测染色色差的标准值(公开号CN100561146C、CN209727263U、CN105444891B和CN105371955B)，由于工业相机采集图像信息失真，带来处理数据的偏差，准确度低。
[0004]因此，研究一种高准确度检测纤维的染色色差，以及能检测纤维染色后的条纹和段斑的方法，解决现有技术检测准确度低和通过人工检测带来的误判、错判以及主观性强的问题具有十分重要的意义。
专利
技术实现思路

[0005]近年来，随着计算机技术、光谱图像、图像处理技术的成熟与完善，以及光电摄像器件的发展，基于光谱图像颜色检测技术在工程应用和科学研究领域获得迅速发展和高度重视，随着科技的发展，高光谱成像设备的成像质量越来越好，芯片的设计处理能力越来越强，高光谱图像包含更多的所拍摄目标的信息；为了解决现有技术中问题，本专利技术提供一种基于光谱图像颜色处理技术检测纤维染色的方法，目的是克服工业相机采集图像信息失真，带来处理数据的偏差，检测准确度低，提供一种准确度高且能大大提高检测效率的基于光谱图像颜色技术检测涤纶纤维染色的方法。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用的方案如下：
[0007]一种基于光谱图像颜色处理技术检测纤维染色的方法，包括如下步骤：
[0008](1)确定补光参数；
[0009](1.1)搭建补光装置；
[0010](1.2)确定标准织物：先选取批号为A的样品丝，织成组织结构为X(如平纹)的织物，再对该织物进行染色和裁剪得到颜色为K的标准织物，标准织物的形状为正方形，面积为16～25cm2；
[0011](1.3)将步骤(1.2)中标准织物(视为二维结构)平整地放置在补光装置的样品台上，并定义补光参数；补光参数包括补光灯的总功率b(由补光灯控制)、每个反光板的反光面与标准织物的测试面之间的夹角c；(补光灯功率来调节亮度，调节反光板的角度来调节漫反射角度)；
[0012](1.4)确定m组补光参数：将总功率b的一个取值和夹角c的一个取值一一对应作为一组补光参数；m的取值由总功率b和夹角c的排列组合得到；
[0013](1.5)在步骤(1.4)m组补光参数下，将检测区域分为若干个子区域，采用光谱成像仪(内置式扫描)在主波长(单波长)Y下以行或列的方式依次对每段子区域进行扫描，其余行或列则被屏蔽掉，不输出数据，得到标准织物每段子区域的吸收数据，主波长Y为颜色K所属波长；
[0014](1.6)计算步骤(1.5)中每组补光参数下扫描得到的每段子区域的吸收数据，并进一步计算每组补光参数下各个子区域的吸收数据之间的CV值(变异系数)；
[0015](1.7)比较步骤(1.6)每组补光参数下的CV值，以CV值最小时的补光参数作为标准补光参数，记录CV值最小时对应各个子区域的吸收数据S；
[0016](2)制备待测织物：将与样品丝同批号的待测纤维织成组织结构为X的织物，并将该织物染成颜色为K的织物，作为待测织物；待测织物的尺寸和形状与步骤(1.2)中的标准织物相同；
[0017](3)第一次判定
[0018](3.1)先将步骤(2)中的待测织物平整地放置样品台上，在步骤(1)确定的标准补光参数下，采用与步骤(1.5)中相同的方法采集该待测织物的光谱数据信息，然后采用与步骤(1.6)中相同的方法计算每段子区域的吸收数据W；
[0019](3.2)利用方差分析(单因素方差分析)(方差分析可以用于两个及两个以上样本均数差别的显著性检验，涉及全部数据，计算方便，准确性高)来判断数据间是否存在显著性差异：将S和W输入SPSS软件进行显著性数据分析，计算P值(p
‑
value)；若P≤0.05，表明数据差异性显著，则判定为不合格，结束测试(表明样品存在异常，如样品本身问题，染色后造成吸色出现严重偏差，导致主色波长吸收数据的异常)，若P＞0.05，表明数据差异性不显著，继续步骤(4)；
[0020](4)第二次判定；
[0021](4.1)确定管控值范围，记为开区间(d，h)；
[0022](4.2)将步骤(3.1)中计算的每个子区域的吸收数据分别与步骤(4.1)中的开区间(d，h)进行比较；若任一一个子区域的吸收数据不在所述开区间内，则判定为不合格，结束测试；反之，则继续步骤(5)；
[0023](5)第三次判定；
[0024](5.1)分别对步骤(1)中的标准织物和步骤(2)中的待测织物，在标准补光参数下采用所述光谱成像仪在波长为380～780nm的范围进行扫描，扫描区域与步骤(1.5)中的检测区域相同，得到标准织物和待测织物的多光谱图像；
[0025](5.2)将标准织物和待测织物的多光谱图像进行光谱重建得到标准织物和待测织物的LAB色彩模型构成的图像，记为标准织物的LAB图像和待测织物的LAB图像；
[0026](5.3)获取标准织物的LAB图像和待测织物的LAB图像的LAB值；
[0027](5.4)计算标准织物的LAB图像和待测织物的LAB图像之间的色差
△
E；
[0028](5.5)定义色差阈值M；
[0029](5.6)若步骤(5.4)中的
△
E＜M时，则待测织物判定为合格；反之则待测织物判定为不合格。
[0030]作为优选的技术方案：
[0031]如上所述的一种基于光谱图像颜色处理技术检测纤维染色的方法，所述补光装置为：光谱成像仪在水平设置且面积为16～25cm2的正方形样品台的正上方，在样品台的两侧对称放置两个白色反光板，反光面朝向样品台，白色反光板下边缘距离样品台外边缘4～6cm，在光谱成像仪的前后左右位置等间距放置若干补光灯，每个补光灯的外侧距离光谱成像仪边缘5～10cm。
[0032]如上所述的一种基于光谱图像颜色处理技术检测纤维染色的方法，补光灯的总功率本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于光谱图像颜色处理技术检测纤维染色的方法，其特征是包括如下步骤：(1)确定补光参数；(1.1)搭建补光装置；(1.2)确定标准织物：先选取批号为A的样品丝，织成组织结构为X的织物，再对该织物进行染色和裁剪得到颜色为K的标准织物，标准织物的形状为正方形，面积为16～25cm2；(1.3)将步骤(1.2)中标准织物平整地放置在补光装置的样品台上，并定义补光参数；补光参数包括补光灯的总功率b、每个反光板的反光面与标准织物的测试面之间的夹角c；(1.4)确定m组补光参数：将总功率b的一个取值和夹角c的一个取值一一对应作为一组补光参数；m的取值由总功率b和夹角c的排列组合得到；(1.5)在步骤(1.4)m组补光参数下，将检测区域分为若干个子区域，采用光谱成像仪在主波长Y下以行或列的方式依次对每段子区域进行扫描，其余行或列则被屏蔽掉，不输出数据，得到标准织物每段子区域的吸收数据，主波长Y为颜色K所属波长；(1.6)计算步骤(1.5)中每组补光参数下扫描得到的每段子区域的吸收数据，并进一步计算每组补光参数下各个子区域的吸收数据之间的CV值；(1.7)比较步骤(1.6)每组补光参数下的CV值，以CV值最小时的补光参数作为标准补光参数，记录CV值最小时对应各个子区域的吸收数据S；(2)制备待测织物：将与样品丝同批号的待测纤维织成组织结构为X的织物，并将该织物染成颜色为K的织物，作为待测织物；待测织物的尺寸和形状与步骤(1.2)中的标准织物相同；(3)第一次判定；(3.1)先将步骤(2)中的待测织物平整地放置样品台上，在步骤(1)确定的标准补光参数下，采用与步骤(1.5)中相同的方法采集该待测织物的光谱数据信息，然后采用与步骤(1.6)中相同的方法计算每段子区域的吸收数据W；(3.2)利用方差分析来判断数据间是否存在显著性差异：将S和W输入SPSS软件进行显著性数据分析，计算P值；若P≤0.05，表明数据差异性显著，则判定为不合格，结束测试，若P＞0.05，表明数据差异性不显著，继续步骤(4)；(4)第二次判定；(4.1)确定管控值范围，记为开区间(d，h)；(4.2)将步骤(3.1)中计算的每个子区域的吸收数据分别与步骤(4.1)中的开区间(d，h)进行比较；若任一一个子区域的吸收数据不在所述开区间内，则判定为不合格，结束测试；反之，则继续步骤(5)；(5)第三次判定；(5.1)分别对步骤(1)中的标准织物和步骤(2)中的待测织物，在标准补光参数下采用所述光谱成像仪在波长为380～780nm的范围进行扫描，扫描区域与步骤(1.5)中的检测区域相同，得到标准织物和待测织物的多光谱图像；(5.2)将标准织物和待测织物的多光谱图像进行光谱重建得到标准织物和待测织物的LAB色彩模型构成的图像，记为标准织物的LAB图像和待测织物的LAB图像；(5.3)获取标准织物的LAB图像和待测织物的LAB图像的LAB值；(5.4)计算标准织物的LAB图像和待测织物的LAB图像之间的色差
△
E；
(5.5)定义色差阈值M；(5.6)若步骤(5.4)中的
△
E＜M时，则待测织物判定为合格；反之则待...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺超恒，金管范，王永锋，陈明，贾锋，吴玉军，
申请(专利权)人：江苏恒力化纤股份有限公司，
类型：发明
国别省市：