紗線直徑是織物結(jié)構(gòu)的主要參數(shù)之一，它影響著織物的物理機械性能、手感、風(fēng)格等。目前，對紗線直徑的測量方法主要有絞紗法、投影法、普通生物顯微鏡法和視頻顯微鏡法，但當(dāng)測量織物或織物小樣中的紗線直徑時，絞紗法顯然不可取，其余三種方法也要將紗線從織物中拆出進(jìn)行測量，這樣無意間就會使紗線的一些隱性特征（如紗線捻度和毛羽等）遭到破壞，從而使得數(shù)據(jù)出現(xiàn)誤差。

本文將織物切片技術(shù)和圖像處理技術(shù)相結(jié)合，探索出一種能比較準(zhǔn)確地測量織物中紗線直徑的新方法，以期能用于織物中紗線直徑的測量和形態(tài)研究。

1織物切片圖的獲取與處理

1.1織物切片圖像的獲取

制作織物切片時，首先要配置合適的包埋劑[1]，同時還要控制好溫度，并保證包埋劑能完全浸入織物。切織物時刀口應(yīng)垂直下切，保證紗線不出現(xiàn)散脫或毛絨脫落等現(xiàn)象，使做出的織物切片粘度、柔性和硬度都符合要求，從而能夠完好的保持織物中紗線原有的幾何結(jié)構(gòu)。

織物切片分經(jīng)向切片和緯向切片。本試驗中的織物小樣采用的是純棉平紋織物，規(guī)格為16×16 tex，取織物不同地方分別制作經(jīng)向切片和緯向切片，在視頻顯微鏡下，通過篩選獲得理想的織物截面切片并拍下圖像。

1.2切片圖像處理

使用MATLAB2009圖像處理工具箱[2]中的函數(shù)將切片圖首先進(jìn)行圖像增強處理，按需要對圖像進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖儞Q，如改變圖像的對比度、去除噪聲等處理以突出某些有用的信息，去除或削弱無用的信息，然后將有用的部分圖像分割出來，借助特征測量，可以獲得描述目標(biāo)各個特征的測量結(jié)果。如圖1所示，用rgb2gray函數(shù)對圖片進(jìn)行灰度處理（見圖2）使圖像動態(tài)范圍加大，圖像對比度擴(kuò)展，特征更加明顯；然后利用im2bw函數(shù)將圖像進(jìn)行二值化處理（見圖3）；最后利用imclose函數(shù)進(jìn)行圖像分割（如圖4），檢測出紗線的邊緣線。

圖1織物徑向切片圖圖2圖像增強

圖3圖像二值化處理圖4紗線邊緣檢測

圖像處理時，首先要考慮的是得到清晰的紗線邊界線，以便于直徑的測量，其次在運用MATLAB進(jìn)行處理時盡量使用最簡單的語句來達(dá)到試驗要求，以縮短試驗時間。

2直徑的測量

YG002C纖維細(xì)度儀是一套專門用于精確測量各類纖維、紗線細(xì)度的儀器。通過該儀器系統(tǒng)提供的圖形測量工具直接在圖片上測量出紗線的直徑。

測量時首先要進(jìn)行系統(tǒng)定標(biāo)，然后調(diào)出專用的數(shù)據(jù)文件“直徑轉(zhuǎn)支數(shù)特數(shù)旦尼爾”測量直徑。已知的紗線細(xì)度是在紗線未織入織物時的細(xì)度，而織物交織點處的紗線直徑已經(jīng)發(fā)生變化，所以本實驗主要選擇紗線條干[3]進(jìn)行測量，避免測量織物交織點處的直徑。對每張切片圖測量時，紗線邊緣明顯凸起的應(yīng)視作毛羽，不能算作紗線直徑值。

3結(jié)果討論

（1）本次試驗在樣品不同地方制作經(jīng)緯向切片，選擇共計18張織物截面切片圖，其中經(jīng)向9張、緯向9張。由于各張切片圖的差異性，故對每一張切片圖進(jìn)行紗條直徑測量時，測量的次數(shù)不等。從測得的經(jīng)緯向直徑值中分別隨機抽取20個直徑值，利用SPSS17.0對經(jīng)緯向直徑分別進(jìn)行單樣本K-S檢驗，其零假設(shè)H0：樣本所屬總體的分布是正態(tài)分布。取顯著性水平α=0.05，圖5和圖6所示為直徑分析數(shù)據(jù)（單位：μm）。

輸出結(jié)果表明，其經(jīng)向直徑對應(yīng)的漸進(jìn)概率值為0.899，由于0.899>0.05，故接受H0，認(rèn)為樣本所屬的總體是正態(tài)分布；緯向直徑的漸進(jìn)概率值為0.977>0.05，故接受H0，認(rèn)為樣本所屬的總體是正態(tài)分布。其中經(jīng)向直徑正態(tài)分布如圖7，緯向直徑正態(tài)分布如圖8。

（2）誤差分析經(jīng)過實驗測得的織物中紗線號數(shù)是經(jīng)向14.66t，緯向15.21t，經(jīng)向誤差為8%，緯向誤差為5%。

造成誤差的原因是：紗線在織入織物中時受到擠壓或磨損，使得紗線原始支數(shù)發(fā)生變化，由經(jīng)向誤差大于緯向誤差可知，在織造時經(jīng)紗受到的損傷大于緯紗受到的損傷；由于拍攝得到的各張織物截面切片圖像的好壞參差不齊，在處理這些織物截面切片圖像時獲得的紗線邊緣的精確度就存在偏差，從而產(chǎn)生誤差。

4結(jié)論

通過YG002C纖維細(xì)度儀獲得織物中紗線屈曲形態(tài)圖片，利用MATLAB對其圖像進(jìn)行分析處理，根據(jù)圖像分析紗線在織物中的屈曲形態(tài)，通過測試分析軟件可以獲得紗線直徑數(shù)據(jù)。方法簡便、快捷。 儀器推薦YG002C型纖維細(xì)度綜合分析儀

 

【適用范圍】：

YG002C型纖維細(xì)度綜合分析儀用于各種纖維直徑測量、截面分析、紡織品成份含量三種測量。

【相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)】：

GB/T10685 FZ/T30003 SN/T0756 AATCC20A等

【功能特點】：

1、截面測量符合AATCC 20A-1995纖維定量分析的規(guī)定；

2、用于觀測各類化學(xué)纖維、異型纖維、中空纖維的橫截面形態(tài)并測量截面面積；

3、測試異型纖維的異型度；

4、通過對混紡產(chǎn)品中單根纖維橫形態(tài)分析和面積測量，可以得到各種混紡產(chǎn)品的纖維含量；

5、采用專業(yè)的分析軟件，數(shù)據(jù)及報表以EXCEL輸出，并提供標(biāo)準(zhǔn)報表。

【技術(shù)參數(shù)】：

1、工作模式：手動測量、自動測量、多點測量；自動統(tǒng)計分析、報表打印、照片打印

2、儀器結(jié)構(gòu)：計算機、工業(yè)攝像頭、顯微鏡、打印機

3、測量范圍：1-200μm或1-2000μm(根據(jù)用戶需求配置）

4、測量精度：0.1μm

5、電 源：AC220V 50Hz 100W

6、外形尺寸：1200×500×600mm

7、重 量：25kg