本发明属布面质量评价
技术领域：
，涉及基于纱线截面周长条干均匀度的布面质量评价方法，特别是涉及一种通过基于纱线截面周长条干均匀度的仿真布面质量评价布面质量的方法。
背景技术：
：在纺织贸易中，考核织物质量的各项指标中，最重要的是布面外观质量，它也决定织物价格的最重要因素。布面质量中，织物疵点是评判织物外观质量的重要指标。织物疵点从形成成因上来划分可以简单分为由纱线质量所引起的织物疵点(简称纱疵)，由织造过程不良所引起的织物疵点(简称织疵)，以及由染色和后整理过程所产生的疵点(简称色疵)。这其中，由纱线上的粗节、细节、结头和条干不匀等造成织物上的织物外观质量不良(织物纱疵)对织物质量影响程度较大，经济损失也较为严重。但织物纱疵的预测与评判目前仍以用纱线上机织造织物小样的方法为主，该对打样设备、操作人员等要求较高，且过程效率低下，在瞬息万变的市场环境中，传统通过纱线打样进行织造织物小样而预测织物质量的方法远不能满足纱线贸易环节的需求。进一步来讲，企业的趋利性引导企业基于压缩成本的考虑，在满足成品外观质量的前提下，对不同品级的纱线通过优化织造方案来“因材施用”，改变织物组织结构或织造参数等优化最终制成品的外观效果。这就需要纱线到织物的精准高效预测以及客观定量评价。布面质量评价与纱线质量评价还需要具有一贯性，需要考虑纱线到织物的织造过程中纱线的形变关系。实际上，在织造过程中，椭圆形的纱线截面会受力拉伸、压缩、扭转和压扁而变形，显然在这一过程中纱线截面面积变化较大，但可近似认为此过程中纱线截面周长变化较小。从而，基于纱线截面周长的纱线条干均匀度测量方法是布面质量评价与纱线质量一致性评价间的桥梁。而实现纱线截面周长快速测量不得不将不规则形状的纱线截面进行合理地近似处理。很长一段时间以来，基于模型和计算的需要，自然状态下的纱线以及织物中的纱线其纱线模型均假定纱线截面为圆形。而织物中的纱线截面模型相关学者陆续提出了椭圆形、跑道形、透镜形等。事实上，自然状态下的环锭纺纱线、转杯纺纱线等大多数纱线结构不是特别紧密的纱线可近似于椭圆形，织物中的纱线截面形状虽因织物结构不同有差异，对大多数织物组织而言近似为椭圆形是较为合理的。因此，为兼顾准确性和快速性需求，本发明所涉及的自然状态的纱线截面和织物当中的纱线截面均近似为椭圆形。为此，在纱线截面模型为椭圆形和纱线截面周长快速测量基础上，着眼于纱线质量与布面质量的一致性评价，本发明提出一种基于纱线截面周长条干均匀度的仿真布面质量评价方法及织造方案优选方法。该方法可实现由纱线到仿真布面外观质量的预测及评价，可为生产实际优选织造方案提供参考。技术实现要素：本发明提出的基于纱线截面周长条干均匀度的布面质量评价方法，是一种通过基于纱线截面周长条干均匀度的仿真布面质量评价布面质量的方法。本发明提出的基于纱线截面周长条干均匀度的布面质量评价方法，步骤如下：(1)纱线截面周长，纱线的截面为基于椭圆模型的纱线截面；长轴为a，短轴为b：(i)测量两个相互垂直方向的纱线直径d′和d″；(ii)至少旋转一周，测量纱线的最大直径dmax和最小直径dmin；计算向心率f＝b/a＝dmin/dmax；式中：a表示椭圆长轴长度，b表示椭圆短轴长度；(iii)计算纱线截面面积Si；Si=12(S′+S′′)=π(d′2+d′′2)8;]]>其中，S′为以d′为纱线直径的等效圆面积，S″为以d″为纱线直径的等效圆面积；(iv)获取与布面所用相同纱线的纱线图像，取长度Lyp作为经纱图像，取Lyt作为纬纱图像，确定测量步长step，确定iyp和iyt为经纱和纬纱的测量点数量，iyt＝Lyt/step，iyp＝Lyp/step；计算纱线截面周长Lij，i表示经纱或纬纱，i＝1为经纱，i＝2为纬纱，j为当前测量点序号，0≤j≤max(iyt，iyp)：Li=4a∫0π21-e2sin(t)2dt=4a∫0π21-(1-f2)sin(t)2dt=4Sifπ∫0π21-(1-f2)sin(t)2dt=4(d′2+d′′2)8f∫0π21-(1-f2)sin(t)2dt;]]>式中：a表示椭圆长轴长度，e表示椭圆离心率，t表示弧度积分变量，f表示向心率，Si表示纱线截面面积，d′和d″表示两个相互垂直方向的纱线直径；(2)按布面织造组织仿真：提取拟评价的布面信息，包括：经纬密、经织缩率、纬织缩率和布面面积Sf；得知经纱根数np和纬纱根数nt，以及单根经纱长度Lp和单根纬纱长度Lt，满足Lyp＝np×Lp和Lyt＝nt×Lt；按照所提取信息用VisualC++进行仿真，满足条件：经纱图像按总长度Lyp分切np段并依次排列，纬纱图像按总长度Lyt分切nt段并依次排列；得到依据真实纱线图像的布面仿真图像；(3)将所述布面仿真图像划分子窗口，划分后的子窗口大小Sc至少包含1个组织循环，且小于所述布面仿真图像的一半；划分的子窗口数量n＝Sf/Sc；(4)统计子窗口中对应经纱和纬纱根数ncp和nct，其中ncp＝np/n，nct＝nt/n；(5)子窗口中，单根经纱上测量点数量为icp＝Lp/(step×n)，单根纬纱上测量点数量为ict＝Lt/(step×n)，统计每个子窗口中经纱截面周长累加和Pp和纬纱截面周长累加和Pt，以及经纬纱截面周长累加和Pj，(6)计算布面条干均匀度FPCV：FPCV=1P‾1nΣj=1n(Pj-P‾)2×100%;]]>其中所得FPCV即反映了布面质量。如上所述的基于纱线截面周长条干均匀度的布面质量评价方法，测量步长step介于1mm-8mm之间，测量点数量iyt与iyp至少都为5000。如上所述的基于纱线截面周长条干均匀度的布面质量评价方法，布面织造组织为基本的三元组织。如上所述的基于纱线截面周长条干均匀度的布面质量评价方法，子窗口大小Sc至少包含1个组织循环，优选10-30个组织循环。如上所述的基于纱线截面周长条干均匀度的布面质量评价方法，根据布面条干均匀度FPCV，调整经纬密、经织缩率或纬织缩率就能调整布面质量。FPCV指标是评判织造方案优劣的主要依据，同时所对应的仿真织物图像肉眼评判品级指标(参照标准GBT17759-2009)的结果符合产品品级要求时，保存方案及并进行织造。否则，调整织物组织结构类型及参数，直到FPCV指标及仿真织物品级符合设定要求。本发明的基于纱线截面周长条干均匀度的布面质量评价方法，是一种基于实际纱线图像数据的客观评价方法，具有主观评价和客观评价兼顾的特点。相较于单纯通过仿真织物图像主观评判织物外观质量的方法，该方法提出的客观评价指标则克服了主观评价的易受到人为主观因素干扰，稳定性差等缺点。又相较于模拟纱线的仿真方法，本发明用实际纱线图像仿真得到的结果的逼真度较高。通过不断调整和优选织造方案，该方法又可为生产实际生产织造提供参考。有益效果：1.该方法相对于目前仍广泛使用上机织造织物小样等方法，具有成本低、速度快、效率高、受主观因素干扰较小等优点。2.该方法可为生产实际生产织造提供参考，在织物外观质量满足要求的前提下，使纱线物尽其用，降低生产成本。3.该方法充分考虑了自然状态下的纱线与织物当中的纱线中的关系，所提出的布面质量评价指标与纱线质量评价指标具有较好的一致性。4.该方法相较于通过模拟图像主观评判织物外观质量的方法，本方法主客观兼顾，客观评价指标克服了主观评价的易受到人为主观因素干扰，稳定性差等缺点。主观评价参照现行国家标准，对实际纱线图像所模拟的织物品级进行评估，最大限度避免客观评价指标异常所带来的损失。具体实施方式下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。本发明提出的基于纱线截面周长条干均匀度的布面质量评价方法，步骤如下：(1)纱线截面周长，纱线的截面为基于椭圆模型的纱线截面；长轴为a，短轴为b：(i)测量两个相互垂直方向的纱线直径d′和d″；(ii)至少旋转一周，测量纱线的最大直径dmax和最小直径dmin；计算向心率f＝b/a＝dmin/dmax；式中：a表示椭圆长轴长度，b表示椭圆短轴长度；(iii)计算纱线截面面积Si；Si=12(S′+S′′)=π(d′2+d′′2)8;]]>其中，S′为以d′为纱线直径的等效圆面积，S″为以d″为纱线直径的等效圆面积；(iv)获取与布面所用相同纱线的纱线图像，取长度Lyp作为经纱图像，取Lyt作为纬纱图像，确定测量步长step，确定iyp和iyt为经纱和纬纱的测量点数量，iyt＝Lyt/step，iyp＝Lyp/step；计算纱线截面周长Lij，i表示经纱或纬纱，i＝1为经纱，i＝2为纬纱，j为当前测量点序号，0≤j≤max(iyt，iyp)：Li=4a∫0π21-e2sin(t)2dt=4a∫0π21-(1-f2)sin(t)2dt=4Sifπ∫0π21-(1-f2)sin(t)2dt=4(d′2+d′′2)8f∫0π21-(1-f2)sin(t)2dt;]]>式中：a表示椭圆长轴长度，e表示椭圆离心率，t表示弧度积分变量，f表示向心率，Si表示纱线截面面积，d′和d″表示两个相互垂直方向的纱线直径；(2)按布面织造组织仿真：提取拟评价的布面信息，包括：经纬密、经织缩率、纬织缩率和布面面积Sf；得知经纱根数np和纬纱根数nt，以及单根经纱长度Lp和单根纬纱长度Lt，满足Lyp＝np×Lp和Lyt＝nt×Lt；按照所提取信息用VisualC++进行仿真，满足条件：经纱图像按总长度Lyp分切np段并依次排列，纬纱图像按总长度Lyt分切nt段并依次排列；得到依据真实纱线图像的布面仿真图像；(3)将布面仿真图像划分子窗口，划分后的子窗口大小Sc至少包含1个组织循环，且小于布面仿真图像的一半；划分的子窗口数量n＝Sf/Sc；(4)统计子窗口中对应经纱和纬纱根数ncp和nct，其中ncp＝np/n，nct＝nt/n；(5)子窗口中，单根经纱上测量点数量为icp＝Lp/(step×n)，单根纬纱上测量点数量为ict＝Lt/(step×n)，统计每个子窗口中经纱截面周长累加和Pp和纬纱截面周长累加和Pt，以及经纬纱截面周长累加和Pj，(6)计算布面条干均匀度FPCV：FPCV=1P‾1nΣj=1n(Pj-P‾)2×100%;]]>其中所得FPCV即反映了布面质量。如上所述的基于纱线截面周长条干均匀度的布面质量评价方法，测量步长step介于1mm-8mm之间，测量点数量iyt与iyp至少都为5000。如上所述的基于纱线截面周长条干均匀度的布面质量评价方法，布面织造组织为基本的三元组织。如上所述的基于纱线截面周长条干均匀度的布面质量评价方法，子窗口大小Sc至少包含1个组织循环，优选10-30个组织循环。如上所述的基于纱线截面周长条干均匀度的布面质量评价方法，根据布面条干均匀度FPCV，调整经纬密、经织缩率或纬织缩率就能调整布面质量。FPCV指标是评判织造方案优劣的主要依据，同时所对应的仿真织物图像肉眼评判品级指标(参照标准GBT17759-2009)的结果符合产品品级要求时，保存方案及并进行织造。否则，调整织物组织结构类型及参数，直到FPCV指标及仿真织物品级符合设定要求。实施例1拟评价的布面经纬密均为10根/cm，经织缩率为10％，纬织缩率为10％，大小为90×90cm。首先用基于纱线截面周长的纱线条干均匀度测试系统采集纱线图像数据并测定纱线截面周长：确定待测纱线长度为200m，其中经纱长度Lyp＝100m，纬纱长度Lyt为100m。采集时，将纱线运动速度控制在10m/min平稳运行，采集时间20min；然后将经纬纱纱线图像按照平纹织物组织结构仿真为织物，仿真过程中经纬纱的经纬密均为10根/cm，经织缩率为10％，纬织缩率为10％，仿真后得到的织物大小为90×90cm。并将仿真的织物图像进行后子窗口划分，划分大小Sc为1cm*1cm，依次计算各子窗口中经纬纱截面周长累加和Pj；最后根据各子窗口中经纬纱截面周长累加和Pj计算基于纱线截面周长的布面条干均匀度FPCV，得出FPCV＝18％，该指标与拟评价的布面具有较好一致性，外观质量尚可。如有需要，可进一步调整仿真过程中的织物组织结构、调整经纬密、经织缩率或纬织缩率等参数，即可调整所仿真的布面质量，进行布面质量预测，所对应的织造方案即为较优方案。当前第1页1 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