一种显微尺度下织物中纱线表面的图像采集处理装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种显微尺度下织物中纱线表面的图像采集处理装置，包括试样台、照明系统、灯箱、支撑系统、数码摄像系统和计算机；所述的试样台是一个上下自由移动系统；所述的支撑系统是一个ISP图像处理器；所述的照明系统是一个环形LED灯照明系统，其位于光学显微镜头外侧；所述的数码摄像系统、ISP图像处理器和上下自由移动系统分别与所述的计算机相连；所述的数码摄像系统包括一个光学显微镜头和一个CCD传感器，数码摄像系统位于试样台的正上方。本发明专利技术的有益效果是：本发明专利技术所设计的系统实现了显微尺度下织物中纱线表面图像的自动采集，能在特定的光照环境下方便地获取纱线的表面成像图。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种显微尺度下织物中纱线表面的图像采集处理装置，包括试样台、照明系统、灯箱、支撑系统、数码摄像系统和计算机；所述的试样台是一个上下自由移动系统；所述的支撑系统是一个ISP图像处理器；所述的照明系统是一个环形LED灯照明系统，其位于光学显微镜头外侧；所述的数码摄像系统、ISP图像处理器和上下自由移动系统分别与所述的计算机相连；所述的数码摄像系统包括一个光学显微镜头和一个CCD传感器，数码摄像系统位于试样台的正上方。本专利技术的有益效果是：本专利技术所设计的系统实现了显微尺度下织物中纱线表面图像的自动采集，能在特定的光照环境下方便地获取纱线的表面成像图。【专利说明】—种显微尺度下织物中纱线表面的图像采集处理装置及方法
本专利技术涉及图像采集装置和处理方法，更具体说，它涉及。
技术介绍
在纺织和服装产业，织物表面的质检领域是织物在生产过程中质量控制的关键。目前我国纺织工业中产品质量的检测都还不同程度地存在着落后的人工手动检测。传统的检测方法依赖手工操作，存在主观性强、可靠性低、费时费力等缺点，已经无法满足我国纺织产业的可持续发展的需求。而利用计算机图像处理技术和计算机机器视觉技术则能获得快速、准确的检测结果。数字图像处理运用在检测
，具体言之是将计算机图像处理技术应用于工业检测问题，这使传统的精密测量仪器获得了新的发展机遇，很多原来由人眼通过目镜观察后再做分析判断的精密测量仪器可借助摄像技术，通过计算机对图像信息处理的方式，达到更高的智能化程度和获取更精确可靠的处理结果。国内外学者将织物表面结构的研究焦点集中在织物图像纹理识别、纱线分割以及颜色聚类等三方面。织物表面结构的相关检测问题一般要求精确到纱线尺度上。1999年，韩国的KangT.等发表研究论文，文中提出了利用织物的光透射照片进行织物纱线分割的方法。对织物的光透射照片进行灰度投影处理，纱线的间隙位置对应于投影值中灰度投影值较高的部分。随后，由于平板扫描仪的普及，研究者主要将研究对象集中在织物的反射光照片。在织物反射光照片中，纱线的间隙位置则对应于投影值中灰度投影值较低的部分。由于织物在显微尺度下的成像图片是一个三维结构的表面图片，所以织物图片中的纱线表面的阴影分布受光影照射角度的变化而变化。但是在平板扫描仪中或传统的摄像系统中，光照的角度是固定的，无法真实地反映织物中纱线表面的三维细节。另外，由于织物中纱线毛羽和纱线变形的存在，使得纱线表面的光影分布更加复杂，这给后续的纱线识别带来了极大的困难，明显地影响了分析结果的可靠性和准确性。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中的不足，提供一种提高采集图像的质量，有效地减少纱线边缘的阴影成像区域，提供更多关于纱线表面的纤维细节，从而提高织物图像后续处理技术对纱线分析准确性的显微尺度下织物中纱线表面的图像采集处理装置及方法。这种显微尺度下织物中纱线表面的图像采集处理装置，包括试样台、照明系统、灯箱、支撑系统、数码摄像系统和计算机；所述的试样台是一个上下自由移动系统；所述的支撑系统是一个ISP图像处理器；所述的照明系统是一个环形LED灯照明系统，其位于光学显微镜头外侧；所述的数码摄像系统、ISP图像处理器和上下自由移动系统分别与所述的计算机相连；所述的数码摄像系统包括一个光学显微镜头和一个CCD传感器，数码摄像系统位于试样台的正上方。作为优选:所述数码摄像系统还包括USB数据输送线和光学显微镜头基座；所述的CXD传感器通过光学显微镜头基座上的卡口与光学显微镜头相连，C⑶传感器通过USB数据输送线与所述的计算机相连；所述的光学显微镜头为高倍可变倍调节，调节范围为5-10倍。作为优选:所述照明系统包括环形LED灯、装置固定架和反光杯；装置固定架用于将LED灯和反光杯固定在灯箱上；反光杯内侧表面米用喷涂技术使其表面覆盖有一层微细、均匀的白色颗粒，使LED灯照射出的光线达到反光杯内侧后，经漫反射照射到纱线表面，从而尽可能获得纱线边缘阴影部位极柔和纱线表面高光部位照明均匀的光照效果；环形LED灯通过PCB电路板控制其工作状态，PCB电路板嵌入在灯箱上外侧。作为优选:所述环形LED灯中有16个LED灯，每4个构成一个工作组，通过PCB电路板控制每个工作组的工作状态，完成不同光照环境下的织物图像采集工作。作为优选:所述上下自由移动系统包括Z向线性导轨和Z向步进电机；所述的Z向步进电机控制所述的试样台沿着Z向线性导轨移动；所述的Z向步进电机通过所述的计算机控制，以实现调节试样台与光学显微镜头之间的距离。这种显微尺度下织物中纱线表面的图像采集处理方法，包括以下步骤:首先，利用光学显微镜头和CCD传感器获取平放于试样台上的织物的微观尺度图片，图片中包含了纱线相互交叉或绕结的结构以及纱线间隙信息；然后，保持织物样品位置不动，通过PCB电路板控制和改变LED环形灯的工作状态，从而改变成像光照环境，进而得到不同的纱线图片；再次，将采集的图片输入到ISP图像处理器中完成图像的处理；最后，将处理结果输出到显示器上进行显示。本专利技术的有益效果是:(I)本专利技术所设计的系统实现了显微尺度下织物中纱线表面图像的自动采集，能在特定的光照环境下方便地获取纱线的表面成像图；(2)特殊的光照角度能在纱线表面形成不同的反射光图片，可以针对同一试样设置不同的光照条件，这是目前专门针对织物纱线微观结构的复杂特征设计的照明装置；(3)仪器能够通过一个精密的自由移动系统控制试样与光学显微镜头的间距，同时能够自由调节光学显微镜头的放大倍数，使得该仪器能针对不同粗细的纱线结构获取更加清晰的试样图像，操作方便，避免了在采集过程中由于更换样品而不断调焦的过程，仪器的采集速度得到极大提高；(4)仪器中采用涂有一层漫反射材料的反光杯，使照射到纱线表面的光线更加柔和、充分和均匀，有效地抑制了纱线边缘的阴影区域占整个纱线表面积的比例，从而获得更多纱线表面的有效区域信息；(5)与目前基于扫描技术的装置相比，在本仪器中试样可以直接摆放在试样台，无需夹持和固定，操作过程更加简便；(6)通过采用ISP图像处理器，对采集的图片进行进一步处理，使采集图片的质量进一步得到提高，通过图像融合技术，本仪器能输出更高质量的显微尺度下织物中纱线表面图像；(7)从本仪器获取的织物纱线图像，无论在光照、放大倍率和清晰度等方面，都具有很高的质量，能真实地反映纱线中更多的纤维细节。【专利附图】【附图说明】图1为显微尺度下织物中纱线表面的图像采集、处理以及显示的步骤框图；图2为显微尺度下织物中纱线表面的图像采集处理装置示意图；图3为显微尺度下LED环形灯工作状态控制实例；图4为显微尺度下一组织物图片实例；图5为显微尺度下一组织物图片融合结果实例。附图标记说明:(XD传感器1、光学显微镜头2、环形LED灯3、灯箱4、数据输送线5。【具体实施方式】下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步描述。虽然本专利技术将结合较佳实施例进行描述，但应知道，并不表示本专利技术限制在所述实施例中。相反，本专利技术将涵盖可包含在有附后权利要求书限定的本专利技术的范围内的替换物、改进型和等同物。本专利技术的实施方式涉及一种用于获取显微尺度下织物中纱线表面图像的装置。通过高精密自由移动平台和光学放大倍率的自由调节，能够本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种显微尺度下织物中纱线表面的图像采集处理装置，其特征在于：包括试样台、照明系统、灯箱(4)、支撑系统、数码摄像系统和计算机；所述的试样台是一个上下自由移动系统；所述的支撑系统是一个ISP图像处理器；所述的照明系统是一个环形LED灯照明系统，其位于光学显微镜头(2)外侧；所述的数码摄像系统、ISP图像处理器和上下自由移动系统分别与所述的计算机相连；所述的数码摄像系统包括一个光学显微镜头(2)和一个CCD传感器(1)，数码摄像系统位于试样台的正上方。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑德均，
申请(专利权)人：浙江工业大学之江学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33