專利名稱：一種非織造布纖維取向分布測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種非制造布纖維取向分布測量方法，其屬于新型紡織材料檢測領(lǐng)域，具體涉及到圖像采集、處理及時(shí)頻變換技術(shù)。
背景技術(shù)：
近年來，非織造技術(shù)發(fā)展非常迅速，非織造布的應(yīng)用范圍也越來越廣泛。非織造布是由纖維直接構(gòu)成的纖維集合體，因此非織造布的物理機(jī)械性能與非織造布中纖維的取向有著密切的聯(lián)系，尤其是非織造布的力學(xué)各向性欲纖維的取向有著直接的關(guān)系。傳統(tǒng)的基于力學(xué)性能各向異性法、激光法、微觀法等方法測量纖維取向都是建立在一定假設(shè)條件下，不夠直接和客觀。為此，本發(fā)明提出一種基于圖像分析技術(shù)的非織造布中纖維取向分布的測量方 法。首先采集非織造布表面纖維圖像，并對(duì)其進(jìn)行濾波和閾值處理，接著通過傅里葉變換將納米纖維非織造布的掃描電鏡圖變換到頻域，然后在頻譜中統(tǒng)計(jì)各個(gè)角度上頻率信號(hào)的強(qiáng)度，最后可通過一定角度范圍內(nèi)的頻率信號(hào)的累加，得到纖維取向分布的測量結(jié)果。本發(fā)明提出的非織造布的纖維取向分布測量方法的具體實(shí)現(xiàn)步驟如圖I所示。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種非制造布纖維取向分布測量方法，利用圖像處理技術(shù)對(duì)非織造布表面圖像進(jìn)行分析，測量出其表面纖維取向分布結(jié)果，便于實(shí)驗(yàn)人員進(jìn)行非織造布物理機(jī)械性能的判斷。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下(I)利用視頻顯微鏡采集非織造布表面圖像，要求圖像放大倍率在100倍以上，圖像中纖維清晰可辨；(2)對(duì)非織造布圖像進(jìn)行濾波和閾值處理，得到其二值圖像；(3)對(duì)二值圖像進(jìn)行傅里葉變換，得到頻譜圖；(4)按角度統(tǒng)計(jì)頻譜中每個(gè)方向上的頻率強(qiáng)度；(5)按一定角度范圍進(jìn)行頻率合并，得到非織造布的纖維取向分布表，完成纖維取向分布測量。


圖I非織造布纖維取向分布測量實(shí)現(xiàn)步驟圖2非織造布表面圖像圖3非織造布表面二值圖像圖4非織造布的幅值譜5按角度進(jìn)行頻率統(tǒng)計(jì)示意6頻率統(tǒng)計(jì)結(jié)果
圖7非織造布纖維取向測量結(jié)果
具體實(shí)施例方式非織造布取向分布的測量結(jié)果可以用于直觀的判斷非織造布的物理機(jī)械性能，尤其是其力學(xué)的各向異性性能。通過圖像處理的方法實(shí)現(xiàn)纖維取向分布的測量方法直接、客觀且有效。本發(fā)明提供了一種非織造布的纖維取向分布的測量方法，具體實(shí)現(xiàn)步驟如圖I所示。下面給出一實(shí)施實(shí)例，圖2是利用視頻顯微鏡采集到的非織造布表面圖像，圖像的放大倍率為100倍。對(duì)圖2所示的非織造布表面圖像進(jìn)行5X5均值濾波處理，然后利用聚類分析的方法完成其閾值處理，其處理結(jié)果如圖3所示。對(duì)圖3所示的非織造布二值圖像進(jìn)行傅里葉變換，將圖像轉(zhuǎn)換到頻域中，圖4所示 的就是其幅值譜圖。對(duì)納米纖維非織造布的頻譜進(jìn)行按角度累加統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)的基本方法如圖5所示，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖6所示。按一定范圍進(jìn)行角度對(duì)頻率統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行合并，得到纖維取向分布測量結(jié)果，本例中按15°范圍進(jìn)行合并，得到的結(jié)果如圖7所示，到此完成非織造布的纖維取向分布測量。
權(quán)利要求
1.一種非織造布纖維取向分布測量方法，其特征在于利用圖像處理的方法對(duì)非織造布的取向分布進(jìn)行測量。
2.根據(jù)權(quán)利要求I圖像處理，其特征在于利用視頻纖維鏡等設(shè)備采集非織造布的表面圖像，要求圖像放大倍率在100倍以上，非織造布圖像中纖維清晰可辨。
3.根據(jù)權(quán)利要求I纖維取向度分布測量方法，其特征在于對(duì)非織造布圖像進(jìn)行濾波和閾值處理，得到二值圖像，對(duì)圖像進(jìn)行傅里葉變換，轉(zhuǎn)換到頻域內(nèi)，在頻域內(nèi)進(jìn)行非織造布纖維取向分布的測量。
4.根據(jù)權(quán)利要求I纖維取向度分布測量方法，其特征在于在頻譜中，按角度統(tǒng)計(jì)頻率信號(hào)強(qiáng)度，再按照一定角度范圍進(jìn)行合并，得到非織造布纖維取向分布，完成取向分布測量。
全文摘要
非織造布纖維取向分布測量方法屬于新型紡織測試領(lǐng)域。非織造布是由纖維直接構(gòu)成的纖維集合體，因此非織造布的物理機(jī)械性能與非織造布中纖維的取向有著密切的聯(lián)系，尤其是非織造布的力學(xué)各向性欲纖維的取向有著直接的關(guān)系。傳統(tǒng)的基于力學(xué)性能各向異性法、激光法、微觀法等方法測量纖維取向都是建立在一定假設(shè)條件下，不夠直接和客觀。本發(fā)明提出一種基于圖像分析技術(shù)的纖維取向分布的測量方法。首先采集非織造布表面纖維圖像，并對(duì)其進(jìn)行濾波和閾值處理，接著通過傅里葉變換將納米纖維非織造布的掃描電鏡圖變換到頻域，然后在頻譜中統(tǒng)計(jì)各個(gè)角度上頻率信號(hào)的強(qiáng)度，最后可通過一定角度范圍內(nèi)的頻率信號(hào)的累加，得到纖維取向分布的測量結(jié)果。
文檔編號(hào)G01N21/84GK102901731SQ20121043087
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月31日
發(fā)明者潘如如, 劉基宏, 高衛(wèi)東, 王鴻博, 孫銀銀 申請(qǐng)人:江南大學(xué)