【摘要】：羊絨和羊毛纖維的識(shí)別一直都是紡織領(lǐng)域的重要課題。目前,商檢部門主要采用顯微投影法,該方法檢測效率低且受人為主觀影響較大。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,將顯微鏡與計(jì)算機(jī)相結(jié)合來識(shí)別羊絨和羊毛的方法日趨成熟。本文基于圖像處理技術(shù),對(duì)羊絨羊毛纖維識(shí)別過程中的圖像預(yù)處理方法、交叉纖維分離、特征提取及分類識(shí)別模型進(jìn)行了分析,實(shí)現(xiàn)了一種自動(dòng)識(shí)別分類方法,其主要研究內(nèi)容如下:首先,制定了適用于羊絨羊毛纖維的圖像預(yù)處理方案。利用纖維自動(dòng)切片儀和微分干涉相襯顯微鏡采集到紋理特征清晰的圖像后,針對(duì)顯微鏡下羊絨羊毛纖維圖像的特點(diǎn),采用灰度化、拉普拉斯銳化、高斯去噪、Canny檢測、形態(tài)學(xué)膨脹腐蝕、輪廓檢測和區(qū)域生長等一系列圖像處理方法,分割目標(biāo)纖維與背景,獲得目標(biāo)纖維區(qū)域二值圖。其次,探討了一種交叉纖維分離算法。針對(duì)目標(biāo)纖維區(qū)域二值圖,采用改進(jìn)的快速并行細(xì)化算法獲取其骨架圖,利用骨架交叉點(diǎn)個(gè)數(shù)作為分類準(zhǔn)則,將纖維形態(tài)分為單根、X形、T形、V形、多根交叉等五種形態(tài)。針對(duì)兩根纖維交叉形態(tài),采用Shi-Tomasi角點(diǎn)檢測、Hough變換等方法進(jìn)行處理后,根據(jù)同根纖維斜率相近原則,將其分離成兩個(gè)單根纖維。而對(duì)于多根交叉纖維,則采用人機(jī)交互的方式進(jìn)行識(shí)別。再次,研究了羊絨羊毛纖維的形態(tài)特征和紋理特征提取方法。針對(duì)單根纖維,采用分段測量法、鱗片骨架測量法、統(tǒng)計(jì)標(biāo)記點(diǎn)法等共提取出8個(gè)形態(tài)特征,如纖維直徑、鱗片高度、鱗片周長、鱗片面積、徑高比、鱗片相對(duì)周長、鱗片相對(duì)面積、密度等。基于灰度共生矩陣共提取出4個(gè)紋理特征,如能量、熵、對(duì)比度、相關(guān)性等。這12個(gè)特征參數(shù)能夠較全面的描述纖維特征并具有較好的可分性。最后,建立了基于主成分分析法和支持向量機(jī)的羊絨羊毛分類識(shí)別模型。通過主成分分析法對(duì)形態(tài)特征和紋理特征數(shù)據(jù)進(jìn)行降維,建立羊絨羊毛識(shí)別參數(shù)體系。然后選擇徑向基核函數(shù),通過交叉驗(yàn)證法和網(wǎng)格搜索法獲取最佳參數(shù)組合,訓(xùn)練得到能夠應(yīng)用于羊絨羊毛纖維識(shí)別的支持向量機(jī)分類模型。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該分類模型效果較好,識(shí)別率可達(dá)94.9%。
【學(xué)位授予單位】：湖北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP391.41;TS102.31
【圖文】：

計(jì)算出角點(diǎn)到骨架交叉點(diǎn)的距離。依據(jù)設(shè)定的判斷準(zhǔn)則，叉點(diǎn)，然后根據(jù)提出的棒狀交叉顆粒分離算法，實(shí)現(xiàn)交叉分離。上所述，由于纖維圖像的復(fù)雜性，目前國內(nèi)外還沒有一套完整成熟用于任何交叉纖維圖像，必須具體情況具體分析，因此迫切的需要性較高、普適性較強(qiáng)的交叉纖維分離算法，為后續(xù)的纖維自動(dòng)識(shí)別在羊絨羊毛纖維識(shí)別方面，雖然國內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)做了大量深入的研一定的研究成果，然而，到目前為止，尚且還沒有被行業(yè)內(nèi)廣泛認(rèn)效推廣的纖維自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)。對(duì)纖維自動(dòng)識(shí)別的研究還處于探索階取代人工檢測的水平，這也是商檢系統(tǒng)目前仍然采用人工檢測的主文研究內(nèi)容和章節(jié)安排文在分析和總結(jié)現(xiàn)有研究成果的基礎(chǔ)上，基于數(shù)字圖像處理技術(shù)對(duì)自動(dòng)識(shí)別過程中的關(guān)鍵技術(shù)展開了研究，羊絨羊毛自動(dòng)識(shí)別流程如

第 2 章 羊絨羊毛纖維圖像采集及預(yù)處理羊絨羊毛纖維自動(dòng)識(shí)別流程的第一步就是采集圖像和預(yù)處理。本章主要描纖維切片儀和微分干涉相襯顯微鏡采集圖像的過程，并提出了一個(gè)實(shí)用性較羊絨羊毛纖維圖像預(yù)處理方案，為后續(xù)的交叉纖維分離以及特征提取做準(zhǔn)備.1 圖像采集硬件系統(tǒng).1.1 纖維切片制作羊絨羊毛纖維切片制備分為縱向和橫向切片制備兩種。由于同根纖維不同的橫向切片呈現(xiàn)的特征大不相同，難以統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行纖維識(shí)別，而縱向切片在這個(gè)問題，并且具有耗時(shí)短、制備簡單等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛采用。本課題用纖維自動(dòng)切片儀[40]制備縱向切片，如圖 2.1 所示。具體步驟如下：

第 2 章 羊絨羊毛纖維圖像采集及預(yù)處理羊絨羊毛纖維自動(dòng)識(shí)別流程的第一步就是采集圖像和預(yù)處理。本章主要描纖維切片儀和微分干涉相襯顯微鏡采集圖像的過程，并提出了一個(gè)實(shí)用性較羊絨羊毛纖維圖像預(yù)處理方案，為后續(xù)的交叉纖維分離以及特征提取做準(zhǔn)備.1 圖像采集硬件系統(tǒng).1.1 纖維切片制作羊絨羊毛纖維切片制備分為縱向和橫向切片制備兩種。由于同根纖維不同的橫向切片呈現(xiàn)的特征大不相同，難以統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行纖維識(shí)別，而縱向切片在這個(gè)問題，并且具有耗時(shí)短、制備簡單等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛采用。本課題用纖維自動(dòng)切片儀[40]制備縱向切片，如圖 2.1 所示。具體步驟如下：

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2763247