ارزیابی كرك و پرزهای منسوجات كشباف بوسیله آنالیز تصویر
ارزیابی كرك و پرزهای منسوجات كشباف بوسیله آنالیز تصویر – ایران ترجمه – Irantarjomeh
مقالات ترجمه شده آماده گروه نساجی
مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی
مقالات
قیمت
قیمت این مقاله: 25000 تومان (ایران ترجمه - irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
ارزیابی كرك و پرزهای منسوجات كشباف بوسیله آنالیز تصویر
شماره | 57 |
کد مقاله | TXT57 |
مترجم | گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh |
نام فارسی | ارزیابی كرك و پرزهای منسوجات كشباف بوسیله آنالیز تصویر |
نام انگلیسی | Fuzz and Pills Evaluated on Knitted Textiles by Image Analysis |
تعداد صفحه به فارسی | 18 |
تعداد صفحه به انگلیسی | 6 |
کلمات کلیدی به فارسی | ارزیابی كرك و پرزهای منسوجات كشباف- بوسیله آنالیز تصویر |
کلمات کلیدی به انگلیسی | Fuzz and Pills Evaluated on Knitted Textiles- Image Analysis |
مرجع به فارسی | دپارتمان انفورماتیك و مدلسازی ریاضی- دانشگاه فنی دانمارك |
مرجع به انگلیسی | Department of Informatics and Mathematical Modelling- Technical University of Denmark. |
سال | 2002 |
کشور |
ارزیابی كرك و پرزهای منسوجات كشباف بوسیله آنالیز تصویر
چكیده
در این بررسی یك روش اتوماتیك جهت ارزیابی منسوجات كشباف و خصیصههای مرتبط با كرك و پرز آنها با بكارگیری آنالیز تصویر دیجیتال مورد مطالعه قرار گرفته است. این روش از آنالیز فوریه جهت فیلتر نمودن زمینه كوك كشباف از كرك و پرزهای روی منسوجات با استفاده از یك ماسك فوریه ساخته شده اتوماتیك بهره میجوید. نتایج ارزیابی آنالیز تصویر در تطابق با ارزیابیهای انجام شده بوسیله گروه تخصصی منسوجات میباشد، بنابراین این نكته مشخص میشود كه كاربرد این روش بصورت هدفمند جهت ارزیابی منسوجات كشباف منطقی جلوه مینماید.
ارزیابی كرك و پرزهای منسوجات كشباف بوسیله آنالیز تصویر
مقدمه
كركها و پرزهای ایجاد شده بر روی منسوجات یا پارچه بواسطه فرسایش و سایش در حین عمل تولید شده و معمولا بعنوان یك مضمون مرتبط با تخریب كیفیت پارچه مدنظر میباشد. تولید كركها و پرزها را میتوان در 4 مرحله تشریح نمود، همانگونه كه در شكل 1 نشان داده شده است. در ابتدا، منسوج به میزان اندكی با فرسایش مواجه شده و میكرو الیاف كوچك شكسته شده و بر این اساس از سطح منسوج بصورت زائدههایی نمایان میشوند. در وهله دوم، با افزایش فرسایش، الیاف شكسته شده با فرسایش مواجه شده و حتی به الیاف كوچكتری تقسیم میشوند. سطح منسوج بعنوان یك ظاهری كه دارای پرز میباشد مطرح بوده، بنابراین ضایعات ایجاد شده و الیاف سایشی به نام كرك و پرزهای این منسوجات خوانده میشود. در وهله سوم، به هنگامی كه منسوج با سایش بیشتر روبرو شد انتهای الیاف فرسوده در هم گیر افتاده و بدین وسیله پرزهای مربوطه شكل میگیرند. این پرزها بعنوان موادی بشمار میآیند كه از پتانسیل جذب مواد زاید زیادی برخوردار بوده و بنابراین بر روی نرمی منسوج تاثیر میگذارند. در نهایت، برخی از پرزها از سطح الیاف بواسطه فرسایش پاره میشوند.
هر دو صنعت مربوط به منسوجات و تولید مواد شوینده از بررسیهای بصری یا نوری جهت ارزیابی كیفیت دیداری محصولات خود بهره میجویند. اغلب متخصصین مربوطه از طریق طبقهبندی محصولات در مقایسه با یكدیگر و با مقایسه با نمونههای مرجع نسبت به ارزیابی اقدام میكنند. با این حال، این ارزیابی دارای دو مشكل اساسی میباشد. مشكل اولی حاصل آوردن نتایج مطمئن است، نتایجی كه متخصصین بسیاری باید آن را بكار گیرند و از اینرو چنین فرآیندی بسیار پرهزینه و زمانبر خواهد بود. عیب دوم در این خصوص بدین صورت مطرح میشود كه چنین روشی بصورت ارزیابی ذهنی بوده و نتایج وابسته به آنكه كدامیك از متخصصین آنرا بررسی میكنند و از طریق كدام روش حاصل آمده است، میتواند متفاوت باشد. بنابراین، لازم است تا نسبت توسعه روشی مطمئن، دقیق، سریع و اتوماتیك جهت ارزیابی نمونههای منسوجات در زمینه كرك و پرز استفاده نمود.
ارزیابی كرك و پرزهای منسوجات كشباف بوسیله آنالیز تصویر
سابقه
این مطالعه با همكاری یك تولید كننده آنزیمهای شوینده انجام پذیرفت كه نسبت به توسعه آنزیمی اقدام نموده است كه بر روی كرك و پرزهای منسوجات در طی روال شستشو تاثیر میگذارد. این آنزیم سلولزی میباشد كه قابلیت حذف الیاف زائد همانند كرك و پرزها از سطح الیاف را دارا میباشد. به منظور ارزیابی قابلیت این آنزیم و تاثیر آن در كرك و پرزها، لازم است تا نمونههای فرآوری شده بوسیله این روش، با غلظتهای آنزیمی مختلف برای كركها و پرزها تحت این فرآیند قرار گرفتهاند، مورد بررسی قرار گیرند. یكسری از 8 نمونه پارچه با توجه به میزان غلظت افزایش یافته آنزیم از 0 تا 10 میلیگرم در بشر آزمایشگاهی، مورد استفاده قرار گرفت.
ارزیابی حرفهای كرك و پرزهای نمونهها كه با غلظتهای آنزیمی مختلف تست شدهاند در شكل 2 نشان داده شده است، كه این برآورد بوسیله 4 متخصص انجام گردید كه هر كدام بصورت مجزا اقدام به ارزیابی نمونهها كردند. هر یك از متخصصین نسبت به برآورد و طبقهبندی 8 نمونه در ارتباط با یكدیگر و با توجه به مقیاس بین 1 و 8 (1= كمترین میزان كرك و پرز و پشم = بیشترین میزان) اقدام نمودند.
در این مطالعه، ما روشی را ارائه نمودهایم كه بصورت اتوماتیك نسبت به ارزیابی نمونههای منسوجات از نقطه نظر كرك و پرزها با استفاده از دیدگاه آنالیز تصویری اقدام میكند. ما خصیصههایی را محاسبه میكنیم كه مقدار كرك و پرزها بر روی یك نمونه عرضه شده در محدوده فوریه با استفاده از ماسكها را محاسبه میكند و قابلیت فیلترینگ موثر زمینه منسوجات از كرك و پرزها را دارا میباشد. ما ارزیابی خود را با نتایج به دست آمده از ارزیابیهای حرفهای مقایسه نمودیم و بر این اساس تنها منسوجات كشباف را بررسی كردیم.
روش
نمودار گردشی این روش جهت ارزیابی پارچههای كشباف در زمینه كرك و پرز در شكل 3 نشان داده شده است.
تصویربرداری
در این مطالعه، دقت ویژهای را جهت داشتن تصاویر با دقت بالا و با توان تكثیر فراوان با استفاده از یك سیستم تصویربرداری متناسب بكار گرفتهایم. ما از یك حسگر فنی جدید جهت سنجش منسوجات استفاده نموده و برای تصویربرداری نمونهها از سیستم دوربین ویدیومتر استفاده شد.
این سیستم یك ابزار كاملا دقیق جهت سنجش رنگ، بافت و شكل با استفاده از یك دوربین رنگی 3CCD كالیبره شده میباشد. این سیستم به گونهای طراحی شده است كه قابلیت استفاده از نورافكنهای كروی كامل با شدت بالا را داشته كه میتواند نور انتشار یافته و كاملی را در یك محیط بسته تولید نماید. این تصاویر با میانگین بیش از 10 فریم ضبط شده تا آنكه نویز مرتبط با تك – فریمی حذف شود. قبل از انجام آنالیز، تصاویر بوسیله این سیستم از نقطه نظر رنگ و هندسه تصحیح شدند، اما در نهایت تنها نتایج به دست آمده از باند رنگی آبی تصاویر نشان داده شد، چرا كه آنها جزء بهترینها بودند. مثالی از یك نمونه كشباف در شكل 4 الف نشان داده شده است. ما تصور میكنیم كه الگوی كشباف نمونهها یكنواخت است، بنابراین گوناگونیهای مرتبط با اندازهگیریها كه ممكن است بواسطه وجود انحرافها بوجود آید را حذف كردیم.
تبدیل فوریه
ساختار منسوجات كشباف خاص دارای یك نظم بسیار مرتبط میباشد و همچنین از الگوی تكراری كوكهای كشباف برخوردار است. این الگو در حوزه فوریه بعنوان الگوی معمولی پیكها نشان داده شده است، شكل 4 ب. برای منسوجات كشباف، الگوی پیك معمولی در محدوده فوریه را میتوان از طریق دو فركانسهای مشخصه تشریح نمود، جایی كه كلیه پیكهای دیگر در مقایسه با این دو فركانس مشخصه دارای فركانسهای هماهنگ بالاتری میباشند.
به منظور محدود ساختن تراوش طیفی، كه ممكن است به میزان اندكی در برخی از پیكها در شكل 4 ب مشخص باشد، یك پنجره Tukey-Hanning دو بعدی قبل از تبدیل فوریه برای تصاویر منسوجات بكار گرفته شد. پنجره Tukey-Hanning یك بعدی به شرح ذیل توصیف شده است.
تولید ماسك
پیكهایی كه معرف ساختار كشباف میباشند بوسیله یك الگوریتم گوه اتوماتیك نشان داده شدهاند. در ابتدا، دو پیك مشخصه الگوی پیك بعنوان پیكسلهای حداكثری در داخل گوهها، بر اساس شكل 5 الف، تعریف میشوند. كلیه پیكهای دیگری كه معرف ساختار كشباف میباشند از هارمونی یا یكنواختی بالایی برخوردار بوده و بعنوان تركیب خطی دو پیك مشخصه در نظر گرفته شدهاند.
ماسكی كه جهت فیلتر فوریه تصاویر كشباف میباشد در شكل 5 ب نشان داده شده است. این ماسك متشكل از یك سطح مركزی مدور میباشد كه مساحتهای دایرهای كوچكتر كه بر روی موقعیتهای پیكهای مشخص شده در ساختار كشباف را مستثنی میسازد. ما از چنین ماسكی بدین دلیل استفاده میكنیم كه نتایج كارستنسن و همكاران نشان داده است كه سایش منسوجات به نظر در محدوده باندهای فركانس پایینتر حوزه فوریه بهتر از باندهای فركانس بالاتر تشریح میشوند. ماسكهایی كه حاوی باندهای فركانسهای پایینتر، متوسط و بالاتر میباشند نیز مورد تست قرار گرفته، اما نتایج بخوبی ماسكی كه در شكل 5 ب نشان داده شده است نمیباشد.
خصیصههای كرك و پرزها
كارستنسن و همكاران از یك اینرسی لگاریتم ـ توان استفاده كردند كه هر دو در محدوده فوریه جهت سنجش فرسایش منسوجات استفاده میشود و نتایج مناسبی را حاصل مینماید. بر این مبنا، خصیصه مربوط به كرك و پرز جهت ارزیابی كشباف در حوزه فوریه محاسبه شده است. از طریق بررسی خصیصههای مختلف و گوناگون، ما دریافتیم كه جمع ناحیه ماسك فوریه در طیف توان فوریه، همانگونه كه قبلا تشریح شد، میتواند نتیجه سنجش مناسبی را در زمینه میزان كرك و پرزهای كشباف حاصل نماید. خصیصه كرك و پرز FP به شرح ذیل محاسبه شد:
نتایج
تصاویر به دست آمده در ابتدا بصورت پیكسلهای 512 * 512 بریده شده تا آنكه تطبیق انتقال فوریه سریع حاصل شود. تشكیل كرك و پرزها بر روی تصاویر واحد بسیار ناسازگار بوده است، بنابراین هر تصویر به چهار تصویر مجزا 256 * 256 پیكسلی تقسیم گردید، و سپس هر كدام از آنها بصورت مجزا مورد ارزیابی قرار گرفت. برای زیر تصویرهای حاصل شده، بهترین نتایج ارزیابی با توجه با پارامترهای ماسك rc = 7 پیكسله و r = 4/5 پیكسله حاصل شد و شعاع ماسك بیرونی منوط به تعداد پیكهای قرار گرفته در ماسك، R = 4/5 * فاصله پیك مشخصه، تعیین شد.
با استفاده از پارامترهای این ماسك، ما نسبت به محاسبه ارزیابیهای تصاویر جزئی یا زیر تصویرهای 5 طرح تشكیل كرك و پرز بر روی كشباف همانگونه كه در شكل 7 نشان داده شده است اقدام نمودیم. ما مشخص نمودیم كه ارزش این 5 طرح از زیر تصویرهای نمونههای واحد را میتوان به شرح ذیل به دست آورد: در ابتدا، بعنوان ارزش میانگین كلیه چهار زیر تصویر. دوم، بعنوان ارزش میانگین سه زیر تصویر. زیر تصویری كه دارای بالاترین ارزش ارزیابی كرك و پرز میباشد كنار گذاشته شد. سوم، بعنوان ارزش میانگین دو زیر تصویر. دو زیر تصویر با بیشترین ارزیابی كرك و پرز كنار گذاشته شد. چهارم، حداقل ارزش ارزیابی كرك و پرز چهار زیر تصویر مشخص شد.
ارزیابی كرك و پرزهای منسوجات كشباف بوسیله آنالیز تصویر
نتیجهگیری
ما یك روش اتوماتیك و عینی، برای به دست آوردن تصاویر قابل تكثیر و ارزیابی كرك و پرزها بر روی منسوجات كشباف، را در این مطالعه مورد بررسی قرار دادیم. تصاویر در یك حالت قابل تكثیر با استفاده از سیستم تصویربرداری كالیبره شده كه دارای طراحی خوبی نیز بوده است تولید گردید. كرك و پرزها نیز از طریق محاسبه خصیصه ارزیابی در حوزه فوریه با استفاده از یك ماسك فوریه كه بطور خاص برای كشبافها طراحی شده بود انجام شد. این حالت خاص مرتبط با ماسكها قابلیت جداسازی زمینه كوك كشباف از كرك و پرزها در تصاویر را داشتند. ماسك فوریه بصورت اتوماتیك از پیكهای طیف توان تصویر تهیه شد، كه معرف زمینه منسوجات كشباف در این تصاویر میباشد. نتایج به دست آمده معرف روش ارزیابی كرك و پرزها سازگار با نتایج حاصل شده از برآوردهای حرفهای بوده است.
ارزیابی كرك و پرزهای منسوجات كشباف بوسیله آنالیز تصویر