图像处理织物抗皱性方法
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织物的抗皱性是决定织物视觉美感的一个重要因素。用抗皱性差的织物做成的衣服，在穿着过程中容易起皱，严重影响服装外观，降低服装档次，同时也会影响穿着者的心情。近年来织物抗皱性的研究引起了众多学者的广泛关注［1－3］，但目前的研究大多集中在如何提高或改善织物的抗皱性能。陈丽江等［4］用一种热反应型的聚氨酯(PU)整理剂对蚕丝织物进行免烫整理试验，研究表明该PU整理剂对改善蚕丝的湿弹性非常有效;储咏梅等［5］研究了丝胶蛋白整理对氧化竹原织物抗皱性能的影响［5］;王革辉等［6］研究了纤维素酶处理对高支纯苎麻织物性能的影响;其他的学者还研究了如何通过后整理的方法提高柞蚕丝绸［7］和针织物［8］的抗皱性能，但针对织物抗皱性的测试方法及评价指标的研究［9－10］甚少。现在国内外广泛采用的织物抗皱性评价方法可以分为2类:主观方法和客观方法。主观评价方法参照样照AATCC128—2004《织物折皱回复性:外观法》，共分为5个等级，将起皱后的织物与参照样对比，确定织物抗皱等级，测试结果用抗皱等级值XDP表示，1级最差，5级最好。这种方法的主要缺点是通过人的视觉主观判断织物的折皱状况，偏差较大，尤其在XDP值达到3.5以上时，样照之间的差异小，判断起来难度较大。客观评价方法是利用各种仪器设备，根据被认可的标准，对织物的折皱状况进行评价。目前最广泛采用的客观评价抗皱性的方法是折皱回复角法，相应的标准有GB/T3819—1997《纺织品织物折痕回复性的测定回复角法》和AATCC66—2003《机织物折皱回复性和测定:回复角》。2种标准测试原理相同，不同之处是AATCC采用的载荷可调，而GB/T3819—1997采用的载荷不可调。这种测试和评价方法的缺点是测试结果与实际状况差异较大。在服装穿着过程中产生的折皱是多方向且不定向的，折皱状况通常是三维的、多角度的，而折皱回复角只反映了织物某个方向的抗皱情况，因此未必能准确反映织物的实际起皱性能。针对以上现状，本文提出一种基于图像处理的、能综合反映织物多方向抗皱能力的测试及评价方法。
1试验
1.1试样的选取选取抗皱性差异较大的棉、涤及混纺织物共20种，分别编号1#～20#，织物规格见表1。
1.2织物折皱回复角测试根据GB/T3819—1997规定，用YG541E型全自动激光织物折皱弹性仪，在标准大气环境中测试以上20块试样的经、纬向急弹和缓弹回复角的平均值作为织物的急弹、缓弹回复角。
1.3织物抗皱性测试新方法
1.3.1试验介绍因GB/T3819—1997《纺织品织物折痕回复性的测定回复角法》只能测织物经、纬2个方向的折皱回复角，与服装实际穿着时的起皱状态偏差较大，另外由于服装在实际穿着过程中，膝盖与肘部的折皱最严重，针对这种情况，本文设计了能模拟织物在膝盖和肘部附近的受力情况和起皱形态的简易测试装置，以期能更全面、客观地评价织物抗皱性能。
1.3.2试验准备试验仪器:数码相机;1个直径为5cm的圆筒;1张14cm×14cm的白色硬纸板;圆形取样刀;若干一次性橡皮筋。试验条件:标准大气环境，且光线充足的室内。试样:上述20块试样，剪成面积为100cm2的圆形。
1.3.3试验流程1)将以上20块试样在标准大气条件下放置24h。2)图1为织物取照示意图。将相机固定在图1所示桌面上的圆孔处，调好像素和焦距，并保持不变。3)将作为参照物的14cm×14cm的正方形白色硬纸板放在图1中圆孔正下方的台子上。4)图2为织物多方向起皱示意图。试验中将圆形试样的圆心对准圆筒圆心，并用橡皮筋从上往下套在圆形面料四周，套的时候要注意使面料多余部分的折皱尽量均匀分布，并使橡皮筋放置在离圆筒上边缘2cm处，以上动作要注意手势一致，操作统一。5)将步骤4)中起皱后的织物静置5min后，再将装有起皱织物的圆筒倒放在步骤3)中的白色硬纸板中间，即将起皱织物与白色硬纸板接触，再用剪刀将捆扎织物的橡皮筋剪断，取走圆筒，起皱织物便留在白色硬纸板上。6)起皱后的织物形态如图3所示。由图可知，这种多方向起皱方法产生的折皱呈多方向不规则的立体形态。起皱试样放置15s内用数码相机对准试样从上往下拍摄，所拍照片为急弹性起皱形态。7)起皱试样放置5min后，再对其进行拍照，此时为缓弹性起皱形态。8)为减小误差，每种面料按上述过程测试3块试样。
1.3.4基于图像处理的抗皱性新指标将以上所拍照片导入AutoCAD图像处理软件，利用此软件的查询不规则图形面积的功能进行起皱面积的提取。其原理是织物起皱后的垂直投影面积变小，抗皱能力不同的织物起皱后的面积不同。为减小误差，将固定不动的纸板作为参照物，由于纸板面积始终保持不变(14cm×14cm=196cm2)，所以可利用起皱后的织物面积与纸板面积之比来反映织物综合的抗皱能力大小，比值越大说明织物的折皱回复性能越好。并将此面积比定义为织物抗皱面积比，其计算公式为
2结果与讨论
2.1急弹回复性中2种评价指标间关系图5示出多方向抗皱性测试方法中的织物急弹性抗皱面积比与国标中的急弹性折皱回复角间关系。由图可知，二者成正相关关系，即急弹性折皱回复角越大，织物的急弹性抗皱面积越大。二者的具体关系为Ya=0.1331Xa+34.887，其中Ya为急弹性抗皱面积比，Xa为急弹性折皱回复角，相关系数R2=0.903，说明新的基于图像处理的测试方法及评价指标能很好地反映织物的抗皱能力。resistanceareaandinstantwrinklerecoveryangle
2.2缓弹回复性中2种评价指标间关系图6示出多方向抗皱性测试方法中的缓弹性抗皱面积比与国标中的缓弹性折皱回复角间关系。由图可知，二者有非常好的正相关关系，即缓弹性折皱回复角越大，织物的缓弹性抗皱面积也越大。二者的具体关系为Ys=0.1327Xs+36.313，其中Ys为缓弹性抗皱面积比，Xs为缓弹性折皱回复角，相关系数R2=0.928。根据相关系数可以知道新方法中的缓弹性抗皱面积比与折皱回复角的相关性好于急弹性下抗皱面积比与折皱回复角的相关性。
2.32种测试方法的异同点
2.3.1相同点1)都可以定量反映织物抗皱能力。2)都能分别测试织物的急弹和缓弹性折皱回复能力，且二者的测试结果具有高度相关关系。
2.3.2不同点1)试样形状不同。折皱弹性仪测试法中的试样要裁剪成规定的“凸”字形或长方形;而本文中图像法测试时试样要裁剪成圆形。2)受力方向不同。折皱回复角法测试时，织物经向或纬向受到折叠重压，压力与折边相垂直;而图像法中的圆形试样四周由于产生多余的褶皱并束紧而受力，受力方向更复杂。3)折皱形态不同。折皱回复角法中的织物折皱方向单一且规则，即与经纱或纬纱方向平行，而新的图像法中的折皱方向多、不规则，呈复杂的三维形态。4)测试结果不同。折皱回复角法一次只能测织物1个方向的折皱情况;而本文中的图像法一次可以测织物多个方向综合的抗皱性能。5)评价指标不同。折皱回复角法用折皱回复的张开角作为评价指标;而图像法采用织物起皱后的面积与参照物面积之比作评价指标。采用折皱回复角的一个缺点是当织物的2条边不平整，有扭曲时，即起皱后的试样不是简单的2个平面时，折皱回复角的识别会很困难，误差也会较大。由以上分析可知，基于图像处理织物多方向折皱测试方法中的起皱形态更接近服装实际穿着时的折皱状况，能更综合地反映织物的抗皱能力，因而比只能测单一方向抗皱性能的折皱回复角法更有优势。
2.4误差分析用本文提出的织物多方向起皱测试方法测试时，也会有一些可能的误差产生。1)用橡皮筋将圆形试样套在圆筒上时，可能由于试样四周受力不均匀，从而影响折皱形态。2)在试验过程中可能会碰到装置，使得取照时并不一定都是垂直拍照，从而产生一定的误差。3)用AutoCAD求面积时有的边缘不明显，或者边缘阴影的存在，也可能产生一定的误差。4)其他方面的误差。如裁剪的取样误差、室内空气流动不匀对试样起皱形态产生的影响、计算时小数点位数取舍等带来的误差。采用图像处理织物多方向起皱方法测试时要尽量避免或减少以上误差。
3结论
本文以20块试样为研究对象，分别对其用YG541E全自动织物折皱弹性仪测试急弹和缓弹性折皱回复角，接下来用自行设计的多方向折皱测试装置进行测试，并用图像处理软件求取了织物的急弹和缓弹性抗皱面积比，得出以下结论。1)急弹和缓弹性抗皱面积比分别与急弹和缓弹性折痕回复角具有高度线性相关关系。这说明本文提出的织物多方向折皱测试方法与评价指标是可行的。2)基于图像处理的织物多方向折皱测试方法与GB/T3819—1997《纺织品织物折痕回复性的测定回复角法》中规定的测试法相比，在织物受力方向、起皱形态等方面更接近服装实际穿着的起皱情况，尤其是肘部、膝盖等处的起皱形态，能更好地反映织物的综合抗皱能力，因而比只能测单一方向抗皱性能的传统方法更有优势。今后的研究方向为开发可以精确、快速识别织物起皱后面积的软件系统，以实现测试及评价过程自动化，这将大大拓展织物多方向折皱测试方法的应用前景。