基于delphi图像处理的织物悬垂性能测试

The Test of Fabric Drape Based on Image Processing of Delphi

摘要：利用delphi**图像处理技术，采用测试织物悬垂性能*常用的伞式法。利用CCD摄像头取像后经USB接口传送到计算机，经过图像处理、图像运算，得到各种表征织物悬垂性能的指标。

关键词：Delphi；图像处理；织物悬垂性

Abstract: With advanced image processing technology of Delphi, and the most commonly used method of the umbrella in testing of fabric drape. The image transfer from USB interface to computer after it is taken by CCD camera. Variety of indicators to characterize the performance of fabric drape is got after image process and image operation.

Keyword: Delphi; image process; fabric drape

1 引言

织物的悬垂性是指织物因自重而下垂的性能，它是织物视觉形态风格和美学舒适性的重要内容之一，涉及织物使用时能否形成优美的曲面造型和良好的贴身性。织物悬垂性能的评价一般有两种方法：**种是主观评价方法。评定简便、快速，但因为涉及人的视觉及物理学问题，环境的适宜性、评定人员的熟练性、方法的统一性、条件的一致性以及评语的选择性都对评定结果有影响，同时织物性能与评定结果之间并不存在严格对应的单值关系，再加之主观评定缺乏理论指导和定量描述，数据可比性差，很难与生产结合以改善织物的性能。为了从根本上消除主观因素对织物悬垂性能评定结果的影响，目前常采用的方法是**种方法，即利用悬垂仪测量织物的悬垂系数或者其他少数几个指标来描述织物的悬垂性能。但从应用的结果看，指标描述也存在一定的问题^[1-2]。因此，源于织物的悬垂本身就是织物的一种视觉形态，视觉形态的客观体现就是其自身图像的特点，采用图像处理技术更能得出根本的织物悬垂性能指标。本文采用delphi**图像处理技术，简便、快捷的得出一致性高且稳定性好的织物悬垂性能评价指标。

2 Delphi简介

Delphi^[3]作为Windows环境下面向对象的快速开发工具，以其高速的开发效率深得程序员喜爱，它的编译器的速度是VC的几倍，并且具有良好的封装性。Delphi不仅在数据库方面优势明显，在图像处理方面性能依然优良。短短的几行代码就能解决复杂的处理过程，开发效率高。

3实验简介

以伞式法为平台，实验简易装置如图1所示。顶盘直径120 mm，试样直径240 mm。实验台尽量布置为白色，以与试样区分。CCD摄像头在试样正上方取样后经UBS接口传输到计算机。经delphi编写的图像处理软件处理，得出织物悬垂相关指标。

图1

4 软件中关键技术介绍

4.1 图像预处理

首先进行图像格式的转换。因为CCD摄像头获取的图像一般为JPEG格式，要对图像进行处理必须转换为位图，即BMP格式。在图像的形成、传输和变换的过程中，由于受多种因素的影响，往往会使图像与原始景物之间产生某种差异，造成图像的降质或退化，所以必须采取一定的补救。对图像进行必要的增强处理，以利于后期操作。图像预处理的前期需要对图像进行对比度、亮度和饱和度的调节，图像增强处理主要包括图像的平滑处理、中值滤波和图像的锐化处理。

4.2 图像的运算

选择合适的阈值进行二值化处理使试样与图像其他部分区分出来，然后进行图像的腐蚀和膨胀处理、图像的结构开和闭运算，使图像更符合实际图像。*后进行图像的点运算，得出所需参数。二值化处理后如图2所示。

图2

5 描述织物悬垂性的主要指标

5.1 褶裥数(Z/个)

指织物在自重悬垂状态下形成的褶裥的个数，反应了织物在自重作用下悬垂时形成褶裥的性能和织物悬垂时的形态。

5.2 偏心距(P/像素点数)

指试样在静态悬垂状态下织物外缘到试样中心的距离，偏心距的平均值P_a反应了织物的悬垂程度，其值越小表示悬垂越严重。P_min和P_max分别是*小和*大偏心距，反应了织物的悬垂形态。相关指数如图3所示。

图3

5.3 褶裥差异度(L/%)

指试样在自重静态悬垂状态下，处理得到试样所有褶裥的凸出部分的*大偏心距和凹进部分的*小偏心距，然后计算这组数据的离散系数即为褶裥差异度。反应了织物悬垂形态。

5.4 悬垂系数(F₁/%)

它反应了织物的悬垂程度。

用公式表示为^[4]：

S₁—试样面积，S₂—圆盘面积，S₃—试样投影面积，单位：像素点数。

5.5 悬垂周长(C/像素点数)

指试样在静态悬垂状态下其*外边缘一周的长度，反应了织物的悬垂程度，其值越小表示悬垂性越严重。

6 实验结果

6.1 主要实验数据如表1所示。

表1 织物静态悬垂各指标测量结果

6.2 实验结果分析

利用传统的YG81型织物悬垂性测定仪测定的上述试样的悬垂系数如表2所示。其值与利用本测试方法得到的值非常接近，整体偏小。偏小的原因主要是传统方��测试时，投影面积受光衍射及织物透光性等因素的影响使其值偏小，从而使计算结果偏小。由此可以看出，本测试方法是正确的，而且是比较准确的。平均偏心距P_a和悬垂周长C反应了织物的悬垂程度。它们的值的变化与YG81型织物悬垂仪所测悬垂系数变化高度一致，悬垂系数越小，P_a值与C就越小，织物悬垂性能也越好。N和L值反应了织物悬垂时的形态，它们可以很好弥补传统测试方法缺少对织物悬垂形态的描述。

表2 YG81型织物悬垂性测试结果

7 结论

Delphi图像处理软件开发简便、快捷，软件稳定性、可靠性高。采用图像处理的方式测试织物悬垂性，不仅简化了测试过程减少了苛刻的实验条件，而且消除了传统光电式织物透光性、光衍射等对测试的影响，测试结果更加准确。不仅可以实现对织物悬垂程度的评价，而且可以使织物的悬垂形态客观体现。另外，使用USB数据传输技术可以使测量适用性更强、实用化更好。采用图像处理技术得到的分析结论与传统的测试方法所得到的结论基本一致，说明此方法在进行织物的客观测量方面是可行的。本方法是基于图像灰度二值化后的图像运算，对于边缘存在纯白色的试样暂时无法测量。

参考文献：

[1] 王晓东，陈黎曦，陈惠兰，等.YG811型织物悬垂性测定仪的理论分析与应用[J].纺织学报，1987，8(4):11-15.

[2] 李汝勤，宋钧才.纤维和纺织品的测试原理与仪器[M].上海：中国纺织大学出版社，1995.

[3] 刘骏.Delphi数字图像处理及**应用[M].北京：科学出版社，2003.

[4] 姚穆，周锦芳，黄淑珍，等. 纺织材料学[M].第2版，北京：纺织工业出版社，1998.