基于扫描电镜图像处理的羊毛羊绒分类方法技术

本发明专利技术涉及图像处理技术领域，具体涉及基于扫描电镜图像处理的羊毛羊绒分类方法，该方法包括：获取纺织纤维的电镜图像对应的二值图像及灰度图像，确定灰度图像中纺织纤维纹理的轮廓纹理、鳞片纹理；计算轮廓纹理的粗糙度；计算鳞片纹理的混乱度；计算纺织纤维的纹理清晰度，计算纺织纤维的纹理粗细的均匀度，将纺织纤维对应的粗糙度、混乱度、纹理清晰度及纹理粗细的均匀度作为随机森林分类模型的输入，纺织纤维的纤维种类作为随机森林分类模型的输出，对随机森林分类模型进行训练，利用训练好的随机森林分类模型实现对待检测纺织纤维进行分类，本发明专利技术方法提高了检测结果的准确性。本发明专利技术方法提高了检测结果的准确性。本发明专利技术方法提高了检测结果的准确性。

【技术实现步骤摘要】
基于扫描电镜图像处理的羊毛羊绒分类方法


[0001]本专利技术涉及图像处理
，具体涉及基于扫描电镜图像处理的羊毛羊绒分类方法。

技术介绍

[0002]羊绒是纯天然纤维，因其制成的纺织品穿着舒适，弹性好，保暖性好深受人们喜爱，随着经济的发展，越来越多的人开始追逐羊绒制品，由于羊绒制品的高档性，并随着羊绒制品的流行，一些厂商为了获取高额的利润，在生产羊绒制品时，掺入羊毛纤维以降低成本，因此，羊绒与羊毛纤维鉴别一直是国内外毛纺织行业的研究重点。
[0003]目前，纺织行业对纺织纤维的检测鉴别一般会在工厂或农场来进行现场鉴别，主要利用便携式显微镜给纺织纤维进行检测鉴别，但这种方法主要根据羊绒和羊毛纤维的边缘轮廓不同来进行分类，要求检测人员具备极强的判断能力和辨别经验，受人为因素影响，其检测结果并不准确。
[0004]因此，需要提供一种基于扫描电镜图像处理的羊毛羊绒分类方法，予以解决上述问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供基于扫描电镜图像处理的羊毛羊绒分类方法，以解决现有的问题。
[0006]本专利技术的基于扫描电镜图像处理的羊毛羊绒分类方法采用如下技术方案：该方法包括：获取纺织纤维的电镜图像对应的二值图像及灰度图像，纺织纤维的纤维种类为羊毛或者羊绒；获取灰度图像中的边缘像素点，对边缘像素点进行线性拟合得到拟合直线，根据拟合直线的斜率确定灰度图像中纺织纤维纹理的轮廓纹理、鳞片纹理；根据Tamura纹理特征算法计算轮廓纹理的粗糙度；获取灰度图像中鳞片纹理的灰度共生矩阵，根据所述灰度共生矩阵中每个元素的值计算鳞片纹理的混乱度；根据灰度图像中每个像素点与其在不同角度方向上相邻的像素点的灰度差值的绝对值构建对应角度方向上的灰度等级差异矩阵，根据所有角度方向上的灰度等级差异矩阵确定灰度图像的总灰度等级差异矩阵，根据总灰度等级差异矩阵计算纺织纤维的纹理清晰度；对二值图像进行距离变换得到目标灰度图像，获取目标灰度图像中每列像素中的最大灰度值，根据每列像素对应的最大灰度值构建灰度序列，根据灰度序列中每个最大灰度值计算灰度序列的离散度，并将离散度作为纺织纤维的纹理粗细的均匀度；构建随机森林分类模型，将纺织纤维对应的粗糙度、混乱度、纹理清晰度及纹理粗细的均匀度作为随机森林分类模型的输入，纺织纤维的纤维种类作为随机森林分类模型的
输出，对随机森林分类模型进行训练，利用训练好的随机森林分类模型确定待检测纺织纤维的电镜图像对应的纤维种类。
[0007]优选的，根据拟合直线的斜率确定灰度图像中纺织纤维纹理的轮廓纹理、鳞片纹理的步骤包括：设定采集的纺织纤维的电镜图像中的羊毛或者羊绒呈水平方向；则斜率小的拟合直线对应的边缘像素点为羊毛或者羊绒的轮廓纹理像素点，其中，边缘像素点构成了灰度图像中纺织纤维纹理的轮廓纹理；斜率大的拟合直线对应的边缘像素点为羊毛或者羊绒的鳞片纹理像素点，其中，鳞片纹理像素点构成了灰度图像中纺织纤维纹理的鳞片纹理。
[0008]优选的，根据Tamura纹理特征算法计算轮廓纹理的粗糙度的步骤包括：在灰度图中获取多个滑窗；计算每个滑窗内的灰度均值；根据每个滑窗内的灰度均值分别计算轮廓纹理的每个像素在水平和垂直方向上互不交叉的滑动窗口之间的平均灰度差；根据平均灰度差确定滑窗的最佳尺寸；根据每个像素点所在的滑窗的最佳尺寸及灰度图像的尺寸计算轮廓纹理的粗糙度。
[0009]优选的，计算鳞片纹理的混乱度的公式：式中，表示鳞片纹理的混乱度；表示灰度共生矩阵中第点对应的元素值；表示灰度共生矩阵的灰度等级。
[0010]优选的，确定灰度图像的总灰度等级差异矩阵的公式：式中，表示灰度图像的总灰度等级差异矩阵；表示第i个角度方向上的灰度等级差异矩阵；表示角度总个数。
[0011]优选的，计算纺织纤维的纹理清晰度的公式：式中，表示计算纺织纤维的纹理清晰度；
表示灰度差异等级矩阵中点对应的元素值；表示灰度差异等级矩阵中的第行；表示灰度差异等级矩阵中的第列。
[0012]优选的，根据灰度序列中每个最大灰度值计算灰度序列的离散度的步骤包括：计算灰度序列中所有最大灰度值的平均灰度值；根据灰度序列中所有最大灰度值的平均灰度值、每个最大灰度值及最大灰度值的个数计算灰度序列的离散度。
[0013]优选的，计算灰度序列的离散度公式：式中，表示灰度序列的离散度；L表示灰度序列中最大灰度值的个数；表示灰度序列中第个最大灰度值；表示第个最大灰度值的位置坐标；表示灰度序列中的所有最大灰度值的平均灰度值。
[0014]本专利技术的有益效果是：本专利技术的基于扫描电镜图像处理的羊毛羊绒分类方法，通过扫描电镜采集羊毛或者羊绒纤维的图像，利用图像处理的方法提取羊毛、羊绒的粗糙度、混乱度、纹理清晰度及纹理粗细的均匀度这些纹理特征，然后将这些纹理特征作为输入，特征对应的纺织纤维的纤维种类作为输出，对随机森林分类模型中进行训练，利用训练好的随机森林分类模型确定待检测纺织纤维的电镜图像对应的纤维种类，从而实现对羊毛或者羊绒纺织品的进行精确分类，提高检测结果的准确性。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1为本专利技术的基于扫描电镜图像处理的羊毛羊绒分类方法的实施例总体步骤的流程图。
具体实施方式
[0017]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0018]本专利技术的基于扫描电镜图像处理的羊毛羊绒分类方法的实施例，本实施例需要说
明的是，本实施例仅对羊绒纤维或者羊毛纤维制成的纺织品进行分类，具体的，如图1所示，该方法包括：S1、获取纺织纤维的电镜图像对应的二值图像及灰度图像，其中，纺织纤维的纤维种类为羊毛或者羊绒。
[0019]具体的，由于羊毛纤维存在宽度小，非常细的特点，如优质的细毛纤维直径基本在25微米之下，因此对采集设备要求较高，为了控制成本同时不影响后续检测的质量，选用扫描电镜采集纺织品的纤维的电镜图像，即羊毛或者羊绒的电镜图像，然后对电镜图像进行基于阈值的二值化处理得到二值图像，阈值按经验设置为100，包含羊绒或者羊毛的区域设置为1，背景设置为0，用处理后的图像与原电镜图像相乘，将电镜图像中的羊毛或者羊绒区域提取出来得到羊绒或者羊毛的灰度图像，其中，为保证图像的边缘信息完整地同时去掉灰度图中的噪声，采用中值滤波和维纳滤波相结合的方法对灰度图像处理，融合滤波器结合两种滤波的优点，既可以保护了边缘信息的完整，又很好的去除了背景噪声。
[0020]S2、获取灰度图像中的边本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于扫描电镜图像处理的羊毛羊绒分类方法，其特征在于，该方法包括：获取纺织纤维的电镜图像对应的二值图像及灰度图像，纺织纤维的种类为羊毛或者羊绒；获取灰度图像中的边缘像素点，对边缘像素点进行线性拟合得到拟合直线，根据拟合直线的斜率确定灰度图像中纺织纤维纹理的轮廓纹理、鳞片纹理；根据拟合直线的斜率确定灰度图像中纺织纤维纹理的轮廓纹理、鳞片纹理的步骤包括：设定采集的纺织纤维的电镜图像中的羊毛或者羊绒呈水平方向；则斜率小的拟合直线对应的边缘像素点为羊毛或者羊绒的轮廓纹理像素点，其中，边缘像素点构成了灰度图像中纺织纤维纹理的轮廓纹理；斜率大的拟合直线对应的边缘像素点为羊毛或者羊绒的鳞片纹理像素点，其中，鳞片纹理像素点构成了灰度图像中纺织纤维纹理的鳞片纹理；根据Tamura纹理特征算法计算轮廓纹理的粗糙度；获取灰度图像中鳞片纹理的灰度共生矩阵，根据所述灰度共生矩阵中每个元素的值计算鳞片纹理的混乱度；根据灰度图像中每个像素点与其在不同角度方向上相邻的像素点的灰度差值的绝对值构建对应角度方向上的灰度等级差异矩阵，根据所有角度方向上的灰度等级差异矩阵确定灰度图像的总灰度等级差异矩阵，根据总灰度等级差异矩阵计算纺织纤维的纹理清晰度；对二值图像进行距离变换得到目标灰度图像，获取目标灰度图像中每列像素中的最大灰度值，根据每列像素对应的最大灰度值构建灰度序列，根据灰度序列中每个最大灰度值计算灰度序列的离散度，并将离散度作为纺织纤维的纹理粗细的均匀度；构建随机森林分类模型，将纺织纤维对应的粗糙度、混乱度、纹理清晰度及纹理粗细的均匀度作为随机森林分类模型的输入，纺织纤维的纤维种类作为随机森林分类模型的输出，对随机森林分类模型进行训练，利用训练好的随机森林分类模型确定待检测纺织纤维的电镜图像对应的纤维种类。2.根据权利要求1所述的基于扫描电镜图像处理的羊毛羊绒分...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄梅，
申请(专利权)人：南通玖溯环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：