Разработка алгоритмических методов оценки неоднородности изображений тканых полотен

• Автор: Демидов, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 161 с. : ил.

Оглавление.
Глава 1 1.1. 1.2.

Глава

2.6. 2.7.
Г лава

Введение.
Методы и средства обнаружения пороков тканых полотен.
Компьютерное измерение характеристик строения текстильных материалов.
Выбор и обоснование устройства для регистрации изображения.
Анализ методов исследования цифровых изображений ткани.
Поиск оптимального способа размещения лекал на плоскости полотна.
Постановка задач научных исследований.
Разработка алгоритмов для решения задачи нахождения оптимального расположения деталей лекала для
сокращения отхода ткани при раскрое.
Распознавание изображения полотна.
Исходная модель.
Классификация (расшифровка) пороков.
Объемная модель. 61'
Лекала. Перестановка лекал.
Блок-схема алгоритма оценки неоднородности
изображений тканых полотен.
Выводы по главе 2.
Разработка объектно-ориентированной модели программной системы «Программа оценки
неоднородности изображений тканых полотен»
реализующей разработанные в рамках данной работы
алгоритмы.
Краткое описание составных частей программы.
Работа с изображением.
Работа с матрицами.
Выводы по главе 3.
Общие выводы по работе.
Список использованной литературы.
Приложение 1.

Введение.
В практике современного текстильного производства актуальными являются задачи по повышению качества и скорости выпускаемой продукции. В связи с этим возникает задача автоматизации процесса поиска пороков в процессе производства и разработки способов быстрого реагирования механических агрегатов для устранения данных пороков.
Для решения задачи автоматизации поиска пороков применяются механические способы регистрации пороков определенных видов, инфракрасные и рентгеновские способы регистрации пороков [121], графические методы обработки цифровых изображения полотен волокнистого материала[122], методы математической морфологии для выделения порока по цифровому изображению[ 123].
Развитие информационных технологий для обработки цифровых изображений открывают большие возможности для создания методов оценки качества текстильных материалов по их изображениям. Разработка информационно-измерительных систем, автоматизирующих исследования пороков волокнистых материалов по их изображению, является перспективной задачей, т.к. в процессе раскроя полотна примерно 30% получившейся ткани идет в утиль. Причина такого большого расхода ткани состоит в сложности оптимального размещения заданных фрагментов лекала на полотне с наибольшей занятой площадью, а также в наличии различных браков и дефектов (пороков) самого полотна.
Целью диссертационной работы является создание алгоритма анализа изображений тканых полотен настила, который позволит сократить процент отхода ткани при раскрое. Для этого предлагается на основе экспресс-анализа неоднородности графических изображений полотен, полученных с устройства для регистрации изображения, построение пространственной модели настила из тканых полотен, подготовленных к раскрою.
В соответствии с поставленной целью в диссертационной работе решаются

следующие задачи:
• получение изображения поверхности ткани;
• изучение особенностей распределения яркости изображения;
• составление матрицы по изображению ткани (одного полотна) -построение исходной (эталонной) модели;
• распознавание пороков внешнего вида ткани и их классификация;
• составление матриц по всему настилу - построение объемной модели;
• наложение лекала на получившуюся модель и выявление количества и размеров отбракованных деталей;
• перестановка деталей лекала с целью выявления оптимального положения, с минимальным количеством брака при раскрое.
Получены следующие новые научные результаты:
• Выявлены внешние пороки настила полотен, подготовленных к раскрою. Каждое полотно заносится в память компьютера в виде матрицы.
• Предложен способ классификации пороков по степени критичности. В зависимости от этого, в дальнейшем осуществляется перестановка деталей лекала.
• Проводится анализ полученных изображений тканей настила и строится объемная модель всего настила полотен.
• Предложены варианты перестановки деталей лекала с целью минимизации количества брака. А также анализируются различные способы перестановки фрагментов будущего изделия.
• Выявлен оптимальный вариант расположения лекала с наименьшим числом бракованных фрагментов изделия и минимальным значением отхода ткани в результате раскроя.

которых наблюдается определенное относительное отклонение расчетного диаметра продукта от его среднего значения. При этом выделяются три вида дефектов: утонения (англ. thin), утолщения (англ. thick) и узелки (англ. neps). В табл. 2 приведены значения относительных отклонений для названных видов пороков.
Таблица
Относительные отклонения для различных видов пороков
Вид порока Величина относительного отклонения, %
Утонение -30 -40
Утолщение + 100 +70 +50 +
Узелок +400 +280 +200 +
В соответствии с показанными величинами отклонений узелками считают пороки, имеющие длину менее 4 мм, для утолщений предусмотрен диапазон от 4 до 80 мм, а утонения имеют длину короче 80 мм [106]. На практике чаще всего выявляют следующие дефекты: узелки (+200), утолщения (+50) и утонения (-50).
В программе [107] для выявления дефектов пряжи использован вейвлет Симлета 8ут‘0>. В связи с особенностями процесса дискретизации сигнала и частотными свойствами указанного вейвлета в программе несколько изменены границы, определяющие длины пороков. Длина самого короткого из выявляемых пороков может быть определена по значению центральной нормированной частоты, получаемой с помощью функции сепф-д.