تصویر الیاف پنبه ۲ اندازه گیری سطح مقطع

تصویر الیاف پنبه ۲ اندازه گیری سطح مقطع – ایران ترجمه – Irantarjomeh

مقالات ترجمه شده آماده گروه  نساجی

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات

چگونگی سفارش مقاله

الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.

آنالیز تصویر برای الیاف پنبه

قسمت دوم : اندزه گیری های سطح مقطع

چکیده

آنالیز سطح مقطع الیاف پنبه اندازه گیری های دقیق، صحیح و کارآمدی از ظرافت و رسیدگی الیاف را فراهم می‌سازد و اغلب بعنوان یک منبع اطلاعاتی برای اعتبار بخشی و کالیبره کردن دیگر روشهای اندازه‌گیری غیر مستقیم، در زمینه این خصوصیات مهم پنبه، بحساب می‌آید. علیرغم اهمیت این موضوع، روش های سطح- مقطع استفاده از آنالیز تصویر، بطور گسترده‌ای در ارزیابیهای کیفیت پنبه بکار گرفته نشده‌اند، چرا که رویه‌های تولید نمونه های پنبه و پروسه تولید تصاویر سطح- مقطع بعنوان یک مقوله خسته کننده و ملال آور مد نظر می‌باشد. این مقاله روندهای پروسه تصویر برداری مخصوص آنالیز سطح مقطع پنبه، به منظور افزایش بازده و دقت جداسازی الیاف و استخراج خصیصه‌های مربوطه، را مورد بررسی و تشریح قرار می‌دهد. این رویه ها به طور عمده ای باعث بهبود اتوماسیون پروسه عکس برداری از سطح مقطع پنبه و افزایش تعداد الیاف قابل آنالیز در هر عکس می‌گردد. اطلاعات سطح مقطع الیاف پنبه همبستگی مناسبی، با داده‌های طولی و اطلاعات بدست آمده از سیستم های اطلاعاتی پیشرفته الیاف، را نشان می‌دهد.

…

مجزا سازی تصویر یک پروسه محاسباتی است که سطوح مقطع پنبه را از پشت زمینه تصویر و همچنین از یکدیگر جدا می‌نماید. نتایج جداسازی به طور مستقیم بر روی بازده و صحت اندازه گیری های سطح مقطع تأثیر می‌گذارد. با توجه به متغیرهای موجود در شکل سطح مقطع و ضخامت نمونه های تفکیک شده، الیاف در نواحی مختلف ممکن است دارای سطح متفاوتی از فوکوس و کنتراست در یک تصویر باشند. همیشه سطوح مقطع بعنوان نقطه تماس و نقطه همپوشانی در یک تصویر بشمار می‌آیند. بعضی از نمونه‌ها با توجه به خراشی ایجاد شده بواسطه چاقوی برش صدمه می‌بینند. سطوح مقطع پنبه می‌تواند لایه های محدب یا مقعر و هسته های توخالی و جامد داشته باشند که باعث تشکیل الگوریتم های مجزا سازی قدرتمند می‌گردد، همانند جدا سازی آب ریز، که برای جداسازی لمسی نامناسب است. سیستم های آنالیز تصویر برای تصاویر سطح مقطع پنبه اغلب نیاز به یک کمک عملگر یا اپراتور برای رسم خطوط جداسازی بین الیاف قابل لمس دارند تا بتوانند کانال های لومن را یافته و لبه های شکسته را به یکدیگر پیوند دهند.

تصویر الیاف پنبه ۲ اندازه گیری سطح مقطع

روش ها

آستانه دینامیکی

یک عکس ۸ بیتی گرفته شده توسط یک دوربین CCD به طور واضح می‌تواند خصوصیات سطح مقطع الیاف پنبه را به نمایش گذارد. با استفاده از تکنیک سطح مقطع که توسط SRRC توسعه یافته است می‌توان عکسی از سطح مقطع پنبه مشابه شکل ۱a تهیه کرد که با سطحی روشن و تقریباً یکنواخت بسیاری از الیاف را به طور مناسب از هم جدا نشان ‌دهد. به خاطر تفاوت های موجود در آرایش یافتگی همراه با قرارگیری یا جابجایی و رسیدگی الیاف، بعضی از الیاف در تصویر از درجات و شدت ناسازگار کرانه‌ها و کانال های لومن برخوردار بوده که در الیاف ۱ و ۲ در شکل a1 نشان داده شده است. به منظور نگهداری جزئیات کرانه‌ها و کانال‌های لومن، آستانه مورد استفاده برای تبدیل باینری تصاویر در مقیاس خاکستری را باید به طور دینامیک تنظیم کرد.

در آستانه سازی دینامیکی، تصویر مد نظر به تعدادی از زیر- پنجره ها یا پنجره‌های فرعی تقسیم شده و در هر پنجره یک آستانه محلی توسط آمار مقادیر شدت تمامی‌پیکسل های درون پنجره مورد محاسبه قرار می‌گیرد. برای پنجره i ام یک محاسبه ساده برای آستانه محلی (T_i) را می‌توان از میانگین (M_i) و  انحراف معیار (SD_i) برای مقادیر پیکسل بدست آورد:

غوطه‌وری پشت زمینه

همانطور که در شکل ۱b نشان داده شده است، بسیاری از الیاف با نواحی مجاور خود تماس دارند و بر این اساس، موقعیت های تماسی بستگی به شکل سطوح مقطع خواهد داشت. جداسازی مناسب الیاف تماسی نکته کلیدی برای اندازه گیری های صحیح می‌باشد. با توجه به سطح مقطع داده شده و شرایط تصویر برداری، به نظر می‌رسد که یک سطح مقطع همیشه دارای یک دیواره سلولزی روشن می‌باشد (دیوار ثانویه) که خود دارای لبه های تاریک از لیف و کانال لومن است. دیواره های اصلی (جداره‌های سلولزی) در مورد دو لیف تماسی به طور طبیعی توسط لبه های تاریکشان جدا گشته اند. برای این تصاویر، غوطه وری زمینه یک راه قوی و بسیار نیرومند برای منفصل کردن کلیه الیاف تماسی و پاک کردن اجزای کوچک در زمینه می‌باشد.

تصویر الیاف پنبه ۲ اندازه گیری سطح مقطع

اسکلت بندی یا چارچوب الیاف

قدم بعدی شناسایی دیوار لیف و محیط‌های کانال لومن از طریق هر سطح مقطع می‌باشد. لومن‌ها که از نظر اندازه با توجه به درجه رسیدگی تفاوت دارند، محیط های توخالی هستند که در مرکز سطح مقطع وجود دارند و اغلب با سوراخ های دیگری مخلوط می‌شوند که ناشی از خراش ها یا تغییرات در ضخامت سطوح مقطع است. این سوارخ ها نباید به عنوان بخشی از لومن ها در نظر گرفته شوند. محورهای میانی یا اسکلت های سطوح مقطع می‌توانند بهترین تخمین ها برای مکان های لومن ها را فراهم آورند. به منظور پیداکردن این اسکلتها یا چارچوبها تمامی‌نواحی توخالی درون سطوح مقطع پرگشته اند تا آنکه به شکل جامد و به رنگ سیاه درآیند، شکل ۳a.

تشخیص کانال های لومن

به محض آنکه این اسکلتها یا چارچوبها شکل گرفتند، ابعاد یا مختصات چارچوب برای یافتن سوراخهای موجود در آن اسکلت در سطح مقطع استفاده می‌شوند که در شکل ۲b نشان داده شده است. سوراخ هایی که از اسکلت عبور نمی‌کنند حذف می‌گردند. شکل ۴a تصویری را نشان می‌دهد که تمامی ‌لومن های تشخیص داده شده از شکل ۲b را ذخیره می‌کند. این تصویر لومن توسط تصویر شکل ۳a با استفاده از عمل XOR برای بدست آوردن یک تصویر جدید شامل سطوح مقطع لیف با لومن های تک را فرا گرفته شده است (شکل ۴b) عمل XOR یک محاسبه مجازی می‌باشد که پیکسل های کاربردی در هر دو عکس با یکدیگر مقایسه می‌شوند. اگر یک جفت از پیکسل ها مشابه باشند پیکسل موجود در تصویر جدید به رنگ مشکی در می‌آید و اگر بر عکس آن باشد به رنگ سفید مشخص خواهد شد.

تصویر الیاف پنبه ۲ اندازه گیری سطح مقطع

اندازه گیری های هندسی

۵ ویژگی هندسی به طور مستقیم برای هر سطح مقطع لیف همانطور که در شکل ۵ نشان داده شده است اندازه گیری می‌شود. محیط های سطح مقطع و لومن های آنها یعنی p_c و p_t با ترسیم دو کرانه متحد المرکز به دست آمده است و مساحت ها یعنی A_c و A_t با محاسبه تمامی ‌پیکسل های قرارگرفته بین دو کرانه محاسبه شده‌اند. ضخامت دیوار در یک منطقه با پیکسل‌های اسکن شده بین لایه ها در مسیر عمودی اسکلت در این منطقه بدست آمده است. T میانگین ضخامت اسکن شده در طول اسکلت می‌باشد.

آزمایشات

آزمایشات برای آنالیز سطح مقطع الیاف پنبه با همکاری USDA SRRC و مرکز نساجی بین‌المللی دانشگاه تکنولوژی تگزاس انجام شده است. نمونه های ۱۸ پنبه مختلف جمع آوری گردید و به صورت سطح مقطع در SRRC و ITC درآمد. ما ۵ تا ۱۲ زمینه تصویری برای هر کلکسیون اولیه از ۱۱ مورد از موارد مختلف را بدست آوردیم و همچنین ۳۰۰ زمینه تصویر برای هر کلکسیون دوم از ۷ مورد را حاصل آوردیم. جدول ۱ میانگین ها و ضرائب واریانس (در پرانتز برای اطلاعات سطح مقطعی ۱۱ متغییر اول را نشان می‌دهد). با توجه به اختلاف در تعداد تصویرهای موجود و چگالی الیاف فرورفته تعداد واقعی الیاف آنالیز شده برای هر متغییر N از ۲۰۶ تا ۸۵۱ تفاوت می‌کند. در مقایسه با دیگر مقوله‌های سنجشی، اندازه‌گیریهای محیط پنبهP_c  کمترین ضریب تغییرات CVs در طول تمامی‌متغیرها را نشان می‌دهد. دلیل این موضوع بدیت صورت است که مساحت دیوار (A_c) ، ضخامت (T) و لومن ها ( و  تحت تأثیر زمان رویش الیاف مستقل می‌باشند، در حالیکه محیط پنبه ( P_c) مستقل از زمان رویش خواهد بود. لومن های پنبه می‌توانند بعد از خاتمه رویش هم تغییر نمایند. لومن های الیاف مرده ممکن است به طور کل ناپدید گردند، آن هم به هنگامی که الیاف تیوپی تخریب می‌شوند. بنابراین فقط ( P_c) باید برای توصیف تناسب الیاف مورد استفاده قرار گیرد. به منظور تعیین ظرافت و تناسب پنبه محیط و مساحت لومون های  و  را نمی‌توان بعنوان پارامترهای مناسبی در نظر گرفت.

تصویر الیاف پنبه ۲ اندازه گیری سطح مقطع

نتیجه گیری

این مقاله الگوریتم های طراحی شده خاص که برای پروسه تصویر برداری سطح مقطع پنبه می‌باشند بهمراه نتایج آزمایشگاهی بر روی تناسب و رسیدگی ۱۸ متغیر بدست آمده از اندازه گیری های سطح مقطع ، اندازه گیریهای طولی ، AFIS و میکرونیر را توضیح می‌دهد. این الگوریتمها اتوماسیون و صحت جداسازی الیاف قابل لمس را افزایش داده و همچنین باعث افزایش تشخیص لومنها و اندازه گیری مرتبط با تناسب و رسیدگی پنبه می‌شوند. مطالعه همبستگی نشان دهنده آن است که دو متغیر اندازه گیری رسیدگی مستقل، درجه ضخامت و گردی، به میزان زیادی دارای همبستگی بوده و از یک ارتباط غیرخطی مختصر برخوردار می‌باشد. اندازه گیری محیطی نشان دهنده حداقل تنوع پذیری کلیه ‌اندازه گیریهای سطح مقطع می‌باشد، چرا که محیط‌های لیف یک متغیر مشابه با زمان رویش یا رسیدگی تغییر نمی‌یابند. تمامی ‌اندازه‌گیریها، به هنگامی که الیاف کمتری آنالیز می‌شوند، از گوناگونی بیشتری برخوردار بوده و به هنگامی که  تعداد الیاف آنالیز شده افزایش می‌یابد، تمایل به تثبیت خواهند یافت. اطلاعات سطح مقطع ۷ نمونه متنوع، نشان دهنده همبستگی بالایی با اطلاعات طولی و همبستگیهای مناسب با داده‌های AFIS می‌باشد و معرف همبستگی اندکی با داده‌های میکرونیر است.