三維掃描技術在織物平整度客觀評價中的應用

甘敏 浙江理工大學 服裝學院

三維掃描技術在織物平整度客觀評價中的應用

甘敏 浙江理工大學 服裝學院

織物在穿著過程中容易產生折皺，影響美觀。主觀評價檢測精度低，再現性差，因此對織物平整度進行客觀評價是有必要的。通過梳理文獻發現，現今織物平整度客觀評價主要有圖像處理法和三維掃描法，總結了三維掃描技術及點云數據處理的發展現狀，分析了三維掃描在織物平整度客觀評價中的優劣，這些為織物平整度客觀評價提供了參考。

織物平整度 客觀評價 三維掃描 點云數據處理

隨著收入水平增加，人們對服裝質量也有了更高的追求。織物制成服裝后，在穿著過程和洗滌后晾曬過程難免會起皺，因此對織物平整度進行準確地客觀地評價就十分重要。

本文歸納總結三維掃描及點云數據處理研究的發展現狀，分析三維掃描在織物平整度客觀評價中的優劣，指出織物平整度客觀評價的發展趨勢。

一、三維掃面技術的發展現狀

三維掃描是集光、機、電和計算機技術于一體的高新技術，主要用于對物體空間外形和結構及色彩進行掃描，以獲得物體表面的空間坐標。三維掃描分為接觸式和非接觸式。其中非接觸式三維掃描儀分為光柵三維掃描儀和激光三維掃描儀。光柵三維掃描有白光掃描或藍光掃描，激光掃描儀有點激光、線激光、面激光。

（1）光柵三維掃描儀由光柵投影設備及兩個工業級的CCD Camera所構成，由光柵投影在待測物上，并加以粗細變化及位移，配合CCD Camera將所擷取的數字影像透過計算機運算處理，即可得知待測物的實際3D外型。

（2）三維激光掃描技術是近年來出現的新技術，利用激光測距原理，記錄被測物體表面大量的密集的點的三維坐標、反射率和紋理等信息，可快速復建出被測目標的三維模型及線、面、體等圖件數據。

在歐美日等發達國家，三維掃描技術已在制造、動畫特技制作、游戲娛樂、醫學等行業嶄露頭角。在紡織服裝行業，三維掃描主要用于人體三維掃描及建模，在紡織品檢測方面也有所應用[1-3]。

二、三維掃面數據處理

三維掃描技術，能得到物體表面每個點的空間三維坐標，甚至內部結構數據，在彩色掃描中，還能獲得色彩信息。在獲取大量的點云數據后怎樣處理這些數據是一個重大課題，目前三維點云數據的處理研究主要集中于：數據獲取及簡化、去噪光順[4]、特征檢測、參數表示和曲面重建等方面。點云數據處理的深入研究為織物平整度客觀評價的特征參數提取提供了依據。

三、三維掃描在織物平整度客觀評價中的應用

織物折皺形態呈三維空間分布，通過三維掃描獲得織物表面三維坐標，提取客觀評價特征指標。

Amirbayat等[5]用激光掃描AATCC標準模版，提取了幾何特征參數來評價折皺等級。Su Jie和Xu Bugao用激光三角測量法和神經網絡評價織物折皺等級。Mousazadegan F提出了利用激光三角掃描技術，結合去卷積余值法對接縫起皺等級進行評價。呂東風等用激光技術獲取了織物的輪廓信息，并經濾波處理，獲得了服裝接縫處的折皺信息。李艷梅等用雙目CCD攝像機獲取了服裝接縫處的三維坐標點，并以高度方向的數據提取了反映折皺情況的特征指標。

三維激光掃描法的優缺點。（1）優點：掃描過程慢，設備昂貴曾是制約三維激光掃描成為織物平整度通用檢測手段的關鍵問題。三維掃描對環境要求低，使用起來便捷高效，幾乎不受織物的顏色和花型的影響，適用范圍廣。（2）缺點：目前特征提取主要集中在數理統計高度方向的值，及少量地分析計算曲面的曲率。僅用高度方向上的值不能準確判斷織物平整度。

四、發展趨勢

織物的平整度與服裝的外觀質量有著密切的關系。隨著經濟的發展，生活水平的提高，人們對外觀質量要求會有所提高，對織物平整度有更高的要求，這就要求我們有更科學地客觀評價織物平整度，具體要求如下：

（1）目前織物平整度客觀評價主要有圖像處理法和三維掃描法，二者分別從二維和三維客觀評價折皺等級，二者各有優劣，應當將二者建立聯系，實現三維和二維的互相轉換，共同客觀評價織物平整度。

（2）建立客觀評價為主，主觀評價為輔的織物折皺等級評價。完全用客觀評價方法判定織物折皺等級會與日常生活中人的主觀感受有所差異，因此要將二者聯系起來。

五、結束語

隨著科技飛速發展，三維掃描及點云數據處理技術越來越成熟，可以提取更能反映織物平整度的特征參數，三維掃描技術在織物平整度客觀評價中的應用會越來越多。織物平整度客觀評價雖然有圖像處理法和三維掃描法，織物折皺形態各異，只用其中一種方法不能很好地客觀評價其折皺等級，可以利用三維掃描這種高效準確的信息獲取方式大量掃描織物折皺，建立數據庫，結合圖像處理技術和三維掃描技術進行折皺等級客觀品價，并結合主觀評價，建立科學準確的折皺等級評價。

[1]張曉婷.基于三維掃描技術的毛織物懸垂性能測試方法[J]. 毛紡科技, 2015, 43(10): 58-61.

[2]余十平.基于三維掃描技術檢測針織物的起毛起球特征值[J]. 東華大學學報, 2013, 39(1): 42-47.

[3]張雪. 應用三維掃描技術的織物成型性測試與表征[J]. 紡織學報, 2014, 38(12): 64-68.

[4]王麗輝. 三維點云數據處理的技術研究[D]. 北京：北京交通大學，2011: 11-25.

[5]Amirbayat J, Alagha Mj. Objective Assessment of Wrinkle Recovery by Means of Laser Triangulation [J]. Journal of the Textile Institute, 1996, 87(2): 349-355.