基于圖像處理的熔噴超細纖維直徑測試方法研究.pdf

1、熔噴超細纖維作為一種高品質(zhì)、高技術(shù)含量的紡織原料，其具有直徑小、比表面積大、空隙率高、吸附性強、過濾性能好等優(yōu)良特性。熔噴材料可廣泛地應(yīng)用于過濾材料，其中超細纖維直徑及分布對材料的過濾性能有著重要的影響。傳統(tǒng)的熔噴超細纖維直徑測量方法，主要依靠人工對電鏡圖片進行測量。這種測量方法效率低，勞動強度大，操作人員容易疲勞而影響測量準確性，且測得數(shù)據(jù)不方便進行處理分析。因此，需要一種準確、客觀的熔噴材料超細纖維直徑測量方法，這正是本課題研究的主

2、要方向，探索基于圖像處理的熔噴超細纖維直徑的快速、自動、準確的測量方法。
　　 本研究從光學顯微鏡及掃描電鏡圖片著手，系統(tǒng)地探討熔噴超細纖維的直徑測量方法。首先在不同型號的光學顯微鏡上采集多種面密度熔噴材料的大量圖像，在實驗過程中發(fā)現(xiàn)，由于熔噴超細纖維直徑很小，且相互之間糾纏重疊，熔噴材料又具有一定的厚度，光學顯微鏡光線透過后發(fā)生散射，導(dǎo)致成像時存在非常嚴重的多焦面現(xiàn)象，因而拍得圖像都較為模糊。對這些圖像進行大量實驗，利用大律法

3、全局閾值，LOG、CANNY算子邊緣檢測，以及邊緣檢測基礎(chǔ)上的閾值進行處理，均未取得較好的效果，證明光學顯微鏡下熔噴材料的自動圖像分析難以實現(xiàn)。針對熔噴材料電鏡圖像，纖維縱橫交錯，測試難度大，本課題提出了一種新的算法用于熔噴SEM圖像自動測試：首先采用邊緣檢測結(jié)合迭代閾值的分割方法使目標纖維與圖像背景區(qū)分開，之后利用細化提取纖維的邊緣線骨架，運用線段提取及連接后得到目標纖維的邊緣線，最后經(jīng)矩形配對及直徑計算獲得到纖維的直徑數(shù)值。

4、　　 本文設(shè)計了全幅和區(qū)域兩類的取樣方法，其中，區(qū)域取樣方法還包括有四種不同的取樣方案，分別地對12種熔噴材料試樣的SEM圖像進行處理之后，獲取到了大量的纖維直徑數(shù)據(jù)。同時，以人工測量的方法，采用改進的手工測量軟件對SEM圖像進行測量，進而對測得的數(shù)據(jù)進行準確性及穩(wěn)定性分析，最終得到標準數(shù)據(jù)，用于評價圖像處理所獲得的數(shù)據(jù)。
　　 本文還對算法的有效性、再現(xiàn)性和穩(wěn)定性進行了相關(guān)的測試，測試結(jié)果表明該方法對熔噴材料的SEM圖像處理