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织物表面颜色纹理特征的检测与应用

作　者: 冉友廷
导　师: 邓中民
学　校: 武汉纺织大学
专　业: 纺织材料与纺织品设计
关键词: 织物颜色纹理测配色沾/变色上染率图像分割花型提取
分类号: TS101
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

本课题题将计算机视觉和图像处理技术应用到纺织领域，深入研究织物的外观形态，着手探讨织物的颜色测量和纹理识别技术，分别以颜色测量和纹理识别为主线，提出织物色彩管理系统的设计方案和一种新的织物花型提取方法。如何准确的使用计算机视觉模拟人眼视觉和将计算机视觉应用于辅助控制纺织品的生产设计和质量检测是本课题研究的核心内容。在测量和分析织物表面颜色特征方面，先分析几种不同的色度系统对颜色准确性和适用性的描述，定位出最符合人眼特征的色度系统，即国际照明委员会（CIE）制定的CIE Lab系统，因为颜色特征直接关系织物颜色测量、颜色差异对比、织物染色质量、织物染色的上染率、以及多种染料上染时各染料的用量。由相应色彩特征转化成颜色测量、颜色差异对比、织物染色质量、织物染色的上染率和多种染料上染时的各染料用量配置的数学模型，这一数学模型将在第二章（测量和评价织物表面颜色特征的理论模型）中做具体介绍。为分析织物颜色差异对比时，比较了几种常用的色差计算公式的特点和适用范围。在此理论模型基础上，建立织物色彩分析管理系统，该系统由计算机、标准光源箱、千兆网摄像头和相配套的数据线组成，应用Visual C++、 OpenCV、Access、SQL编程技术，具体分为织物色彩特征描述，织物色彩差异对比分析，织物沾/变色分析，织物染色上染率测量，染料配色方案五个子系统，并详细介绍了这些子系统的建立流程，它们之间的相互关系，以及各子系统的使用方法。为了验证和优化系统，在matlab环境下对测量结果做分析，并提出了一套有效的方案优化系统的评级量化参数。对于识别织物表面的纹理特征，介绍分割一般织物图像的分割和纹理织物图像的分割方法，用一种逻辑算法结合两种聚类算法可分割复杂的织物图像，在此基础上，提取分割后的织物图像的主动轮廓信息以检测织物花型是否走样，提取织物的花型以提高了复杂图像在纺织CAM/CAD系统中的可织性。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
1 绪论  10-14
  1.1 课题的研究背景  10-11
  1.2 课题的研究现状  11-12
    1.2.1 仪器测色技术在纺织中的应用  11-12
    1.2.2 纹理识别技术在纺织业中的应用  12
  1.3 课题主要研究的内容和意义  12-14
    1.3.1 主要研究内容  12-13
    1.3.2 研究意义  13-14
2 测量和应用织物表面颜色信息的理论基础  14-36
  2.1 织物图片采集及色彩特征描述  14-21
    2.1.1 CIE标准色度系统  14-19
    2.1.2 织物图像采集的外部条件  19-20
    2.1.3 织物表面颜色信息的特征参数  20-21
  2.2 织物颜色差异的比较分析的模型  21-25
    2.2.1 色差的测量以及在纺织业中的应用  21
    2.2.2 CIE Lab色度系统各坐标值的变化对色彩的影响  21-22
    2.2.3 色差计算  22-24
    2.2.4 几种色差公式的比较分析  24-25
  2.3 织物沾色和变色分析理论模型  25-30
    2.3.1 织物的色牢度与沾/变色  25-27
    2.3.2 标准色卡的选取和色卡数据获取  27-28
    2.3.3 色差值与色牢度级别的转化  28-30
  2.4 织物染色上染率测量的数学模型  30-31
    2.4.1 染液浓度与染液的吸光度  30-31
    2.4.2 测量染料上染率的理论模型  31
  2.5 织物染色配色方案  31-35
    2.5.1 配色理论基础  32-33
    2.5.2 三刺激值配色理论  33
    2.5.3 多染料上染配色方案的数学建模  33-34
    2.5.4 各染料用量的求解  34-35
  2.6 本章小结  35-36
3 织物色彩分析管理系统的建立与验证  36-55
  3.1 系统总体结构及功能介绍  36-39
    3.1.1 系统主界面的操作说明  36-38
    3.1.2 系统数据库的建立  38-39
  3.2 系统的建立过程及工作原理  39-49
    3.2.1 织物色彩信息描述系统  39-41
    3.2.2 织物色彩差异对比分析系统  41-43
    3.2.3 织物沾/ 变色分析系统  43-46
    3.2.4 织物染色上染率测量系统  46-47
    3.2.5 多染料染色的配色方案  47-49
  3.3 系统的验证及优化  49-54
    3.3.1 两独立样本的检验  49-51
    3.3.2 系统准确性的验证  51-53
    3.3.3 系统的进一步优化  53-54
  3.4 本章小结  54-55
4 织物表面纹理特征识别技术及应用  55-66
  4.1 图像分割技术  55
  4.2 纹理特征的提取方法  55-57
  4.3 织物图像的分割  57-63
    4.3.1 一般织物图像的分割  57-58
    4.3.2 纹理织物图像的分割  58-61
    4.3.3 分割颜色和纹理双重特征的图像  61-63
  4.4 图像分割技术在纺织中的应用  63-65
    4.4.1 提取主动轮廓信息以检测织物花型是否走样  63-64
    4.4.2 提取花型以解决复杂图像的“不可织”问题  64-65
  4.5 本章小结  65-66
5 总结及展望  66-69
  5.1 论文工作总结  66-67
  5.2 论文的不足之处  67-68
  5.3 对课题研究方向的展望  68-69
致谢  69-70
参考文献  70-74
附录  74

织物表面颜色纹理特征的检测与应用

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