[发明专利]纺织纤维数字化切片的制备和检测方法及模拟镜检的方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及纺织纤维检测技术，具体涉及一种纺织纤维数字化切片的制备方法、检测方法及用计算机模拟纺织纤维显微镜镜检的方法。

背景技术

显微镜镜检是纺织纤维检测的主要手段，其检测的对象是承载大量纤维段的玻璃切片。纤维段由各种纤维切段器从纤维束上切出，混合在石蜡油等液体介质中，再均匀散布在载玻片上并盖上盖玻片，就成为了一个待检的玻璃切片。

目前，常规的纺织纤维检测手段是将显微镜镜检与计算机辅助检测系统相结合，例如市场上已有的CU系列纤维细度分析仪等。在检测时，将待检切片置于显微镜载物台上，由图像采集装置如摄像头采集待检切片的显微图像并传输到计算机中由显示器实时显示，通过计算机中的图像处理软件对所采集的图像进行分析处理，以测量纤维的直径和截面大小以及分析其所属种类。这种检测方式实际上是一种“在线”的检测。

该检测方式存在以下几个问题：

1.较高的时效性要求：要求在较短的时间内检测完切片样品(一般两三个小时内)。因为样品存在于介质中，时间长了其理化性质会有改变，影响检测的准确性。而实际上整个检测过程包含了循环进行的获取图像和分析图像这两个子过程，并且分析过程要远远慢于获取过程，但后者其实是仅基于图像而非必须基于样品本身的。

2.检测的客观性要求：纤维镜检是通过纤维表面的颜色灰度分布和形态变化特征来作为判断依据，并且因为有些纤维段互相迭加需要多层次聚焦才能看到这些特征。但由于检测过程结束后就只能得到检测结果，看不到赖以判断的那些多层次图像信息，难以体现检测过程中的客观性。

3.可靠的重复性要求：由于没有一致性好的原始样本，使得检测结果不能保证可靠的重复性。例如要送多个检测机构进行检测，就需制备多个切片样品，但显然样品间是存在个体差异的，各检测机构的检测结果可能会不一致。若要复核检测结果的正确性，由于存在时效问题需要重新制备切片样品，同样由于样品之间的差异性，从而导致其检测结果是不可精确复核的。

中国专利CN 101487801 B提供了一种“纺织纤维纵向切段显微图像全自动采集方法”，可以全自动完成所有纤维的图像采集，获得试样的全景图和各个纤维的图像，具有省时省力的优点。但是，该方法由于存在纤维段的搜索判断过程，所以有可能会遗失一些纤维段的聚焦图片。并且，实践中多数情况是纤维段之间会交错重叠，一根纤维往往会跨越数层聚焦层面，以一个层面的图像来表现这根纤维不够准确，由于给出的信息有限，会影响判断和测量。

近几年，有一些关于数字化切片的报道。中国专利申请201010531981.4公开了“一种制作数字切片的方法”。该方法将玻璃切片各不同区域内聚焦效果最好的图像作为基准图像，并利用当前区域内不同高度处获取的子层图像对当前区域内基准图像的聚焦效果不佳的局部区域进行替换，获得融合图像，之后将多个融合图像拼接为整体，实现玻璃切片的数字化。但该方法不但在处理过程中比较繁琐，且最终的二维全景图像是通过对不同高度的图片进行融合得到的，不是“原始”的直接观测图像，这必然会损失掉一些真实的观测信息，若直接应用于检测，则会失去客观性。

实际上，由于多数天然纤维微观上是近似圆柱体的，本质上是三维的，纵深方向的信息在种类鉴别时是不可或缺的。所以在实际的纤维检测中，调焦过程不仅仅是为了获得清晰的图像，还有一个重要的目的就是在焦点变化的过程中，检测员能够凭经验知识直观分辨出纤维表面鳞片结构的环绕走向、厚度、翘角程度等多重信息，这对于纤维样品的精确检测是十分重要的。

可以设想，当用载有纤维样品图像信息的数字化切片替代真实的玻璃切片时，则可实现一种“离线”的检测方式(即，不再依赖于显微镜及其上的实物玻璃切片)。