基于圖像融合技術的非織造材料纖維取向分析.pdf

1、不同于傳統(tǒng)紡織品以紗線的排列組合形成的織物，非織造材料是由纖維原料直接構成的纖維集合體。纖維作為構成非織造材料最基本的原料，其性能對非織造材料的性能有直接影響。其中，纖維取向是非織造材料的重要結構指標，反映非織造材料力學性能的各向異性，可部分決定非織造材料的性能、生產工藝以及應用領域。因此，準確獲取纖維的取向信息具有極其重要的意義。目前，測量非織造布纖維取向的方法主要有直接和間接兩大類。直接方法包括原點張力法、顯微鏡或投影儀直接觀察計算

2、法等，間接方法主要有力學性能各向異性法、微波法、激光散射法等。這些方法雖然可靠，但費時費力且無法從結構上分析纖維的取向度。
　　 近年來，隨著計算機圖像處理技術在紡織工業(yè)應用中的發(fā)展，許多學者提出了采用圖像處理技術來識別并確定纖維取向度的方法。目前該技術只能用于獲取很薄、很稀疏材料的清晰圖像(通常小于10g/m2)，對于厚度超過顯微鏡景深的目標物體，由于纖維之間糾纏重疊，光學顯微鏡光線透過后發(fā)生散射，導致成像時多焦面現(xiàn)象嚴重，無

3、法獲得清晰的顯微圖像。目前常借助于掃描式電子顯微鏡和計算機斷層掃描技術獲取材料的清晰圖像，但是這些設備價格昂貴、掃描圖像速度較慢，同時操作技術要求高。這些局限性和不足之處制約了圖像處理技術在非織造材料纖維取向分析中的廣泛應用?；谏鲜鰡栴}，本文提出以下解決思路:
　　 針對現(xiàn)有方法中存在的目標圖像不清晰、特征信息丟失嚴重等問題，本文通過使用全自動光學顯微鏡拍攝同視野條件下的一系列多焦面圖像，利用圖像融合技術實現(xiàn)了多層多焦面圖像的

4、實時融合，獲取了非織造材料的清晰圖像。
　　 融合圖像經若干步處理后，纖維邊緣呈現(xiàn)不連續(xù)性，易導致纖維段取向錯誤計算，本文提出了邊界曲線積分算法計算一定長度纖維段雙邊緣線取向角，進而獲得0～180度全角度范圍內纖維取向分布。
　　 本文就利用邊界曲線積分算法獲取融合圖像中纖維段取向信息的有效性問題，采用了掃描電鏡人工取向法和以15度為間隔的短隔距力學拉伸試驗對其進行了驗證。試驗表明，本文提出的方法快速、準確。同時，根據(jù)不