Разработка методов автоматизированного исследования параметров структуры однослойных пестротканей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.19.02, кандидат технических наук Музалевская, Алена Александровна

• Музалевская, Алена Александровна
• кандидат технических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат технических наук Музалевская, Алена Александровна

ВВЕДЕНИЕ

1. ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО НЕРАЗРУШАЮЩЕГО АНАЛИЗА ТКАНИ

1.1. Обзор состояния вопроса неразрушающего исследования тканей 11 1.1.1. Анализ методов неразрушающего исследования тканей

1.2. Получение информативного изображения для анализа пестротканей

1.2.1. Способ получения и обработки исходной информации для неразрушающего исследования пестроткани

1.2.2. Параметры получения информативного полноцветного изображения пестроткани

1.2.3. Обзор способов предварительной обработки полноцветного изображения пестроткани

1.2.4. Калибровка устройств ввода и вывода информации

1.3. Особенности создания и область применения методов автоматизированного исследования пестротканей

1.3.1. Концепция применения неразрушающего исследования пестротканей

1.3.2. Использование элементов теории распознавания образов при создании методов неразрушающего исследования тканей

1.3.3. Характеристика признаков распознавания изображения ткани

2. РАСПОЗНАВАНИЕ ИЗОБРАЖЕНИЙ ТКАНЕЙ ХРОМАТИЧЕСКИХ ЦВЕТОВ

2.1. Особенности анализа тканей хроматических цветов

2.2. Анализ цветовых пространств

2.2.1. Описание цветовых пространств

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка методов автоматизированного исследования параметров структуры однослойных пестротканей»

Предприятие текстильной промышленности вызывает интерес у потребителя только в том случае, если оно выпускает продукцию, в полной мере отвечающую его потребностям. Интерес заказчика к предприятию зависит не только от ценовой политики, которую оно ведет, ни и от разнообразия предлагаемой продукции. Современному заказчику удобнее работать по принципу «все из одного источника», т.е. выбирать для своего производства продукцию - ткань разнообразных структур и колористического оформления. Это ведет к долговременному и взаимовыгодному партнерству между производителями тканей и изделиями из них.

Оперативная смена ассортимента является одним из решающих факторов выживания отечественных текстильных предприятий в современных условиях рынка. Сегодня текстильные предприятия стараются, как можно чаще менять, выпускаемый ассортимент тканей (не менее 4-х раз в год). Многие специалисты и руководители различного уровня, говоря о техническом перевооружении отечественных текстильных предприятий, в первую очередь затрагивают вопросы информационных и компьютерных технологий, их внедрение в различные сферы производства тканей. Преимущества использования инновационных технологий, очевидны, появляется возможность: оперативно получать, накапливать, систематизировать и анализировать одновременно разного рода информацию. Сегодня возник спрос, со стороны предприятий легкой промышленности, на самые различные программные продукты, облегчающие процедуры анализа, проектирования, оценки качества тканей. Для привлечения заказов на свои- предприятия производственники (дессинаторы и технологи) активно применяют метод проектирования ткани по образцу, что позволяет разрабатывать новые ткани, сохраняя свойства, структуру и/или внешний вид прототипа.

Современный заказчик, приходя на предприятие, как правило, имеет четкое представление о том, какими параметрами должна обладать ткань, а зачастую представляет образец, который служит прототипом будущей ткани. При проектировании ткани по образцу изначально следует получить исходную информацию о параметрах ткани-прототипа. До недавнего времени, для получения исходных данных при проектировании ткани, на текстильных предприятиях использовались инструментальные методы исследования, разрушающие пробу во время анализа и позволяющие определять основные параметры ткани с помощью ткацких луп, весов, шаблонов, линеек и т.д. Известны также теоретические методы исследования, не требующие для анализа наличия выработанного образца ткани, и позволяющие вычислять параметры строения ткани по небольшому числу данных. Однако, как показали исследования, теоретические и традиционные инструментальные методы исследования тканей не всегда позволяют получать полную и точную информацию о фактических параметрах ее структуры. Поэтому возникла необходимость в создании новых методов исследования: оперативных, точных, не приводящих к разрушению пробы. В этом научном направлении сегодня активно работают, как российские, так и зарубежные ученые. Однако обилие текстильных материалов, особенности их строения и свойств делают область неразрушающего исследования до сих пор мало изученной, что повышает актуальность и значимость, предлагаемого диссертационного исследования.

Постоянно расширяющийся ассортимент пестротканей, т.е. тканей выработанных их цветных нитей, требует создания новой методологии неразрушающего исследования таких тканей, позволяющей наряду с параметрами структуры ткани определять и давать описание эстетических показателей ткани.

Актуальность темы диссертационной работы заключается в том, что она направлена на совершенствование метода анализа ткани с использованием информационных технологий для последующего проектирования структуры и внешнего вида пестроткани.

Перспективная цель работы заключается в обеспечении конкурентоспособности текстильных предприятий за счет оперативной смены ассортимента тканей, которая достигается введением современных технологий в проектирование ткани.

Целью настоящей работы является обеспечение возможности повышения качества тканей за счет разработки и применения новых методов анализа, основанных на использовании информационных технологий.

Для достижения цели поставлены и решены следующие задачи:

• Создать автоматизированный метод анализа пестроткани, удовлетворяющий требованиям предприятий, занимающихся 1 производством тканей льняного и хлопчатобумажного ассортимента и изготовлением изделий из них.

• Разработать методы и методики определения параметров структуры пестроткани по ее цифровым изображениям.

• Создать метод синтеза новой ткани, основанный на результатах предварительного анализа.

• Оценить точность созданных методов.

• Применить результаты автоматизированного анализа для синтеза новой ткани.

Научная новизна работы заключается в том, что впервые:

• Разработана новая методология, включающая- в себя новые приемы, принципы, методы и методики исследования изображений тканей, отличающаяся от известных тем, что позволяет анализировать полноцветные изображения ткани, выработанной с использованием нитей, как ахроматических, так и хроматических цветов;

• Структурированы и описаны признаки распознавания изображения ткани, позволяющие идентифицировать основные ее параметры по цифровому изображению;

• Разработана методология определения структурных параметров ткани по ее изображению, отличающаяся от известных тем, что позволяет разработать автоматизированную систему неразрушающего исследования тканей, выработанных из.нитей хроматических цветов.

• Предложены методы идентификации плановых и пространственных параметров ткани, отличающиеся от известных тем, что;- позволяют исследовать структуру пестроткани по ее полноцветному изображению.

• Получены. решающие правила и предложен метод для автоматизированной идентификации элементов изображения ткани, позволяющие определять параметры переплетения ткани: раппорт, длину настила, число пересечек, величину сдвига перекрытий, отличающиеся от известных тем, что дают возможность идентифицировать параметры переплетения тканей, выработанных, как главными, так и производными и мелкоузорчатыми переплетениями.

• Предложен метод определения раппорта цветного рисунка у исследуемой-пестроткани, позволяющий определять цветовой тон нитей, проводить расчет манера сновки и манера прокидки.

• Предложены метод проектирования ткани, отличающийся от известных тем, что, позволяет разработать структуру, художественно-колористическое оформление ткани, а также выбрать параметры и цвет фурнитуры для швейных изделий, изготавливаемых из данной ткани, с учетом результатов предварительного автоматизированного анализа ткани.

Для практического применения:

• Разработаны алгоритм и программная реализация «Автоматизированный структурный анализ однослойных пестротканей», предназначенная для анализа структурных параметров пестроткани и синтеза новой ткани с учетом результатов предварительного исследования ткани-прототипа, и на которую получено свидетельство государственной регистрации программы для ЭВМ № 2008610764 от 14.02.2008г.;

• Сформулированы рекомендации для получения исходной информации при неразрушающем анализе пестроткани;

• Разработаны методики для исследования полноцветных изображений ткани;

• Разработаны методики определения плановых и пространственных параметров структуры ткани по ее полноцветному изображению;

• Разработаны методики определения параметров художественно-колористического оформления ткани;

• Разработаны приемы и методики выбора фурнитуры с учетом результатов предварительного анализа ткани.

Разработанная методология исследования пестротканей позволяет, не разрушая, исследовать ткань на различных этапах формирования и переработки, дает информацию о ее структурных, художественно-колористических параметрах. Результаты анализа использованы для проектирования коллекции костюмно-плательной ткани сезона весна-лето 2008 года. Результаты работы прошли производственную проверку в фирме «Аманн-АС».

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературных источников и 10 приложений.

Заключение диссертации по теме «Технология и первичная обработка текстильных материалов и сырья», Музалевская, Алена Александровна

15. Результаты работы прошли производственную проверку в фирме «Аманн AC»J I

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Музалевская, Алена Александровна, 2008 год

1. Дамянов Г.Б. Строение ткани и современные методы ее проектирования / Г.Б. Дамянов, Ц.З. Бачев, Н.Ф. Сурнина Н.Ф. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. - 240 с.

2. Власов П.В. Исследование возможностей применения радиоактивного излучения при нормализации процесса ткачества / П.В. Власов. — М.: Гизлегпром., 1963. — 137 с.

3. Шляхтенко П.Г., Ветрова Ю.Н. Исследование фраунгоферовой дифракции света He-Ne лазера на нити / П.Г. Шляхтенко, Ю.Н. Ветрова // "Текстильная промышленность". М., 1997. - №3.

4. Шляхтенко П.Г., Труевцев Н.Н. Использование дифракционного метода для контроля геометрических параметров структуры трикотажного полотна / П.Г. Шляхтенко, Н.Н. Труевцев // "Оптический журнал". -СПб., 2002.-т. 69, № 5, с. 76-79.

5. Яковлев В.В. Применение дифракционных методов для измерения диаметров волокон и нитей / В.В. Яковлев // "Технология текстильной промышленности". Иваново: Изд-во ИвГТА. -1965. - №2

6. Мустафаев М.Я. Кривые распределения отражающих микроплощадок, как характеристика тканей / М.Я. Мустафаев // "Технология текстильной промышленности",-Иваново: Изд-во ИвГТА. 1969. — №5

7. Морозов Г.К. Разработка технологии программирования рисунков для жаккардовых тканей с помощью комплекса автоматических устройств / Г.К. Морозов: дис. .канд. техн. наук. -М., 1976. 181 с.

8. Пат. N SU 469086. Способ определения параметров строения ткани / А.Б. Казлаускене, В.М. Милашюс. Опубл. 30.04.1975.

9. Пат. RU 2131605 CI, 6G01N33/36. Бесконтактный способ анализа структуры ткани / Н.В. Лустгартен, Г.Г. Сокова, А.С. Сергеев — Опубл. 10.06.1999.

10. Mendes А.О. Linear optical profilometry for topographic reconstruction of fabric surfaces / A.O. Mendes, P. T. Fiadeiro, R. A. L. Miguel , J. M. Lucas. University of Beira Interior Materials Science Forum. — 2004.

11. Zdenek Dusek. Rationelle 100% optische warenkontrolle der Vlies -und Textproduction mit der digitalen Bilverarbeitung COSS, The Textil praxis international, june, 1994.

12. Коробов H.A. Развитие теории и практики построения методов измерения характеристик строения текстильных материалов с использованием современных информационных технологий / Н.А. Коробов: дис. .докт. техн. наук. Москва: Изд-во МГТУ. - 2007. -321с.

13. Комаров А.Б. Разработка методов обнаружения местных пороков ткани с использованием компьютерных технологий / А.Б. Комаров: дис. .канд. техн. наук Иваново: Изд-во ИвГТА. -2004. - 163 с.17. http://www.evs-sm.com. Официальный сайт компании ELBIT Vision.

14. Lien H., Liu С. A method of inspection non-woven basic weight using the exponential law of absorption and image processing, The Textile Research Journal, march, 2008.

15. Jmali M., Zitouni В., Sakli F. Automatic recognition of woven fabric patterns by extraction of the characteristics of texture, The Textile Research Journal, april, 2005.

16. Bel Patricia, Xu Bugao. Image analysis measurement of white specks on U.S. Extreme Varieties of Cotton, Tne Textil Research Journal, may, 2006.

17. Зубко Д.П., Коробов Н.А., Гусев Б.Н. Компьютерное исследование поверхности крученой хлопчатобумажной пряжи / Д.П. Зубко, Н.А. Коробов, Б.Н. Гусев // Известия ВУЗов, "Технология текстильной промышленности". 2002. - №1 - с. 10-13.

18. Федосеев В.Н. Создание информационно-измерительных средств компьютерной оптики на примере текстильных материалов / В.Н. Федосеев, C.JI. Костин. Иваново, 1988. - 82 с.

19. Поршнев С.В. Компьютерное моделирование физических процессов в пакете MatLab М: Горячая линия - Телеком. — 2003. - 592 с.

20. Дьяконов В.П.Справочник по применению системы PC MatLab. М.: Физматлит, 1993.-112с.

21. Краснов А.С. Разработка метода автоматизированного анализа пороковпряжи и их влияние на внешний вид ткани: дисс.канд. техн. наук:1003.2005 / А.С. Краснов; Костромской государственный технологический университет. -Кострома, 2005. — 150 с.

22. Halan М., Halan D. Digitising colour. Information Technology, march, 2003.

23. Stone M.C., Cowan W.B., and Beatty J.C., Color gamut mapping and the printing of digital color images. ACM TOG, 3, 7, 249-292

24. Owan, W. An inexpensive scheme for calibration of colour monitor in terms of CIE standard coordinates. Computer Graphics 17, 3, pp. 315-321.

25. Gonzalez R.C., Wintz P. Digital Image Processing. Addison-Wesley. Reading. Massachusetts. - 1987. - 505 p.

26. Советский энциклопедический словарь: справочник / под ред. A.M. Прохорова. 4-е изд., испр. и доп. - М.: Советская энциклопедия, 1989. - 1630 с.

27. Гринберг А. Д. Цифровые изображения: Практическое руководство/ А. Д. Гринберг, С. Гринберг; пер. с англ.: Минск: «Попурри». 1997. -400с.

28. Бейтина А.А, Сокова Г.Г, Каргина С.И. Способ определения параметров переплетения при бесконтактном анализе структуры ткани. Известия вузов. Технология текстильной промышленности № 4С, 2006г.

29. Спектор А. А. Методы обнаружения локальных признаков для распознавания черно-белых и цветных изображений / А.А. Спектор: Новосибирский государственный технический университет -Новосибирск, 2003.

30. Фролова И.В. Методы и средства контроля качества текстильных волокон, пряжи на предприятиях трикотажной промышленности. Текст лекций / И.В. Фролова / Иваново: Изд-во ИвГТА. - 2001. - 41 с.

31. Фирсов А.В. Теоретические и прикладные аспекты разработки автоматизированных систем управления проектированием тканых полотен / А.В.Фирсов: автореферат докт. техн. наук. Москва: Изд-во МГТУ. - 2007. - 32 с.

32. Малецкая С.В. Кодирование раппорта цвета по утку / С.В. Малецкая // Известия ВУЗов, "Технология текстильной промышленности". 2002. -№6.

33. Комаров А.Б., Коробов Н.А. Разработка и применение программного обеспечения и модернизация сканера для определения оптических свойств ткани (тезисы) / А.Б. Комаров, Н.А. Коробов // докладов международной научно технической конференции. — Иваново, 2001.

34. Джадд Д., Вышецки Г. Цвет в науке и технике. Пер. с англ. по ред. JI. Ф. Артюшина. М. - 1978.

35. Кириллов Е.А. Цветоведение / Е.А. Кириллов. — М.: Легпромбытиздат, 1987.-96с.

36. Артюшин Л.Ф. Цветоведение / Л.Ф. Артюшин. М.: «Книга», 198298 с.48.http:/ www.webmascon.ru. Теория цвета. Музей цветовых моделей.12249. http://www.smart-t.ru. Данные 2008г.

37. Блинов Н.Н. Методы компьютерной томографии в медицине / Н.Н. Блинов. М.: Изд-во ГУН «ВНИИИМТ» - 2005.

38. Назарова С. Т. Современные методы контроля материалов без разрушения / под ред. С. Т Назарова., М. 1961.

39. Максутов Д.Д. Теневые методы исследования оптических систем / Д.Д. Максутов- ОНТИ. 1934 г.

40. Емельянов П.А. Автоматизация процессов подготовки новых изделий в текстильном производстве / П.А. Емельянов /CAD master journal. Опубликовано 28.10.2005г.

41. ГОСТ 11970.2-76 «Номинальные толщины однониточной пряжи из лубяных волокон», технические условия.

42. ГОСТ 11970.0-2003 «Материалы текстильные. Нити. Ряд номинальных линейных плотностей одиночной хлопчатобумажной пряжи», технические условия.

43. Новосельцев П.П. Происхождение и применение формул расчета цветового различия / П.П.Новосельцев / материалы с сайта http:/www.textileclub.ru

44. CIE (Commission Internationale de l'Eclairage). Publication N. 116. Industrial color difference evaluation. 1995.

45. Кутепов О.С. Строение и проектирование тканей.-М.:Легпромбытиздат, 1988,-224с.: ил.

46. Сокова Г.Г. Развитие теории и практики проектирования льняных тканей: монография / Г.Г. Сокова. Кострома: КГТУ, 2007. - 123с.

47. Смирнова Н.А. Материаловедение в производстве швейных изделий изльна: монография /Н.А.Смирнова. Кострома: КГТУ, 2005. - 152 с.123

48. Назарова М.В., Фефелова Т.Л. Разработка автоматизированного метода проектирования ткани для спецодежды по толщине и поверхностной пористости ткани / М.В.Назарова, Т.Л.Фефелова / Научный журнал Фундаментальные исследования: Изд-во РАЕ. 2007. - №4.

49. Толубеева Г.И., Шейнова Т.И., Карева Т.Ю. Проектирование однослойных ремизных тканей геометрическим методом. Методические указания к выполнению курсовой работы / Г.И. Толубеева, Т.И. Шейнова, Т.Ю. Карева / Иваново: Изд-во ИвГТА. - 2007. - 64 с.

50. Опыт работы компании PRYM Fashion Group.

51. ASTM В 4846 Standard Test Method for Resistance to Unsnapping of Snap Fasteners, ASTM International, sep., 1996.

52. ASTM D 5171 Standard Test Method for Impact Resistance of Plastic Sew-Through Flange Buttons, ASTM International, april, 2000.68.http:/www.prym-fashion.de. Официальный сайт компании.