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    2024年 第32卷 第1期    刊出日期:2024-01-10
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    基于深度学习的机织物起毛起球客观评级分析
    吴骏, 徐天, 于坤
    2024, 32(1):  1-8. 
    摘要 ( )   PDF (5020KB) ( )  
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    为了有效克服目前人工检测速度慢、误差大、主观性强的问题,更快速、准确、客观地对机织物起毛起球样本评级,提出了一种多尺度特征融合的Wide-SqueezeNet网络。首先制作了两种成分不同的机织物起毛起球数据集。根据机织物起毛起球图像中毛球形状大小不一以及分布不均的特点,在网络中改进Fire模块,其中增加了短连接来解决训练中梯度发散等问题,在短连接中使用两个3×3小卷积核来减少计算量并且获取不同尺度的特征图信息,增强网络的特征提取能力来提高准确率;其次为了减少整体的计算量,在网络预处理时将图像统一到224×224大小,并且将网络中普通卷积替换为深度可分离卷积。结果表明,通过使用多尺度特征融合和深度可分离卷积来改进网络,机织物起毛起球的客观评级准确率可以达到99.333%。相比于基础网络SqueezeNe、Resnet、MobileNet、DenseNet、ShuffleNet,该方法的提升分别为2.220%、1.777%、2.666%、1.333%和2.220%。与人工检测需要几分钟到十几分钟不等相比,该网络只需要0.072 s即可检测一幅图像,检测速度大大提高。
    基于红外图像的织物水分动态传递性能测定方法
    胡嵩, 童梦霞, 张俊, 范振远, 张毅
    2024, 32(1):  9-17. 
    摘要 ( )   PDF (2174KB) ( )  
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    为提升织物水分动态传递性能测定的准确性,解决图像技术测定过程中织物润湿区域提取困难的问题,选用了红外热像仪对织物水分动态传递过程进行观测,构建了一款基于红外图像的织物水分动态传递性能测定系统。系统可将录制的织物水分动态传递红外成像视频按设定的参数依次进行图像提取、分割、双边滤波处理和二值化处理,并将处理得到织物水分润湿图像按照像素比例自动换算成织物实际润湿面积值输出,以自动测定织物水分动态传递性能。采用该系统测量了6种织物试样的水分动态传递性能,验证了该测定系统的准确性,并分析了6种织物的水分传递性能差异。结果表明:该测定系统能计算出织物水分动态传递过程中各个时刻的润湿面积,且结果准确性高。测试数据分析发现,织物水分传递初期的速度与织物面密度和总紧度呈明显负相关,与理论分析一致。
    基于机器视觉的机织物耐静水压性能检测
    倪嘉陆, 王若雯, 石文慧, 袁志磊, 徐平华
    2024, 32(1):  18-26. 
    摘要 ( )   PDF (3984KB) ( )  
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    为提升机织物静水压检测效率,实现静水压自动评级,在优化视频采集模块的基础上,利用改进的背景差分法,对不同表观机织物静水压性能进行测试和分析。利用3D打印技术,实现采集设备和光源的封装;实时对视频帧进行掩膜、去噪和分割处理,以获得稳定有效的观测区域;利用优化更新背景策略的背景差分法,结合高斯混合模型,实现织物出水位置和帧位的实时记录,进而换算出织物耐静水压值。结果表明:该方法总体优于常规背景差分法、高斯混合模型背景差分法;对纯色和宽条格织物检测表现良好,误差在0.37%~2.77%;但对于细密的规则条纹和不规则印花织物误差较大,误差率在9.27%以上。该方法能够有效地检测纯色和部分规则花纹织物,对复杂表观织物的适用性有待提升。
    基于语义分割的织物疵点检测算法研究
    赵浩铭, 张团善, 马浩然, 任经琦
    2024, 32(1):  27-35. 
    摘要 ( )   PDF (2014KB) ( )  
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    针对织物疵点语义分割任务中数据分类不均衡导致疵点检测准确率不高的问题,文章在Resnet、U-net网络结构基础上设计了CS model网络,添加了适用于小疵点及条带状疵点特征检测的MSCA注意力机制。织物图像中,破洞、污渍等织物疵点像素,占比较少,相比于全图像素为小类别疵点,导致分割结果不准确。针对小类别疵点分割准确率不高的问题,将多类别Focal Loss损失函数引入于其中,该损失函数通过提高小类别疵点的权值,使分割结果更为准确。调整Focal Loss参数对比实验结果,采用mIoU、Acc和Loss数值作为实验评价指标,分别与U-Net、ResNet50、DeepLabV3和VGG16网络的语义分割模型进行对比实验,结果表明:提出的CS model网络可将小类别疵点分割精度有效提高几个百分点。
    基于特征提取和图像分类的螺旋网疵点自动检测
    王博润, 张 宁, 卢雨正
    2024, 32(1):  36-44. 
    摘要 ( )   PDF (2505KB) ( )  
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    为了解决当前螺旋网人工疵点检测效率低、误检率高等问题,提出了一种基于分类思想的螺旋网疵点检测方法。首先,对螺旋网图像提取多模式多尺度的LBP特征,充分表征螺旋网图像的信息,通过构建支持向量机(Support vector machine,SVM)分类器实现螺旋网疵点自动检测。结果表明:对于螺旋网疵点图像的局部二值模式(Local binary pattern,LBP)特征,采样半径为2,采样点个数为8时的均匀模式LBP的分类准确率优于其他模式和尺度的LBP,达到了100%,检测速度为0.48 s/张。通过对比不同的特征提取方法和分类器,验证了本文方法对于螺旋网疵点自动检测的适用性,可以实现纺织企业中螺旋网的自动化检测。
    基于改进YOLOv5和ResNet50的女装袖型识别方法
    曹涵颖, 妥吉英
    2024, 32(1):  45-53. 
    摘要 ( )   PDF (3633KB) ( )  
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    针对女装袖型分类繁多、特征识别困难、检测效果不理想等问题,根据不同女装袖型的关联信息,结合注意力机制改进的YOLOv5目标检测网络和ResNet50残差网络,提出了一种女装袖子造型的自动识别方法。首先,从电商平台收集服装样本图像,按照长短大类和形态小类标记对女装袖型进行归类,建立了包含3600张图像的袖型数据集;其次,结合注意力机制改进的YOLOv5目标检测网络和ResNet50残差网络,设计了女装袖型识别方法;最后,在袖型数据集上开展模型训练,并通过实验验证袖型识别的效果。结果表明:改进YOLOv5和ResNet50相结合的深度学习方法可以有效地对女装袖型进行识别,整体识别准确率约93.3%。该女装袖型识别方法准确、便捷,可以实现大量服装款式的分类快速检测,提高服装设计效率,促进人工智能技术在服装设计领域的应用,助力我国智能制造和电子商务的发展。
    基于生成对抗网络的非织造布二维图像重建
    王志禄, 侯珏, 杨阳, 刘正
    2024, 32(1):  54-63. 
    摘要 ( )   PDF (9252KB) ( )  
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    非织造布纤维结构的准确表征是其性能分析的重要基础。为了解决基于近似模拟的表征结果中纤维形态、结构与真实样本不一致的问题,提出了一种基于生成对抗网络的非织造布二维图像重建方法。使用全自动光学显微镜对非织造布图像进行抓取,并在此基础上构建纤维生成对抗网络(Fiber generation adversarial network,FGAN)对图像样本进行建模。针对高分辨率图像重建时存在的失真问题,采用多尺度训练策略,同时引入权重多样性损失。采用图像质量评估指标FID作为实验评价指标,分别与DCGAN、WGAN-GP、BEGAN、PROGAN等生成模型进行对比实验。结果表明:FGAN重建的非织造布图像质量更高;消融实验证明,多尺度训练策略与权重多样性损失函数中FID数值分别降低24.52%、20.31%。FGAN模型的提出,使非织造布结构分析摆脱对近似模拟方法的依赖,提供了准确的纤维分布信息,对非织造布的质量评估、性能优化等应用具有重要意义。
    碳纳米管质量分数对纳米芳纶复合气凝胶纤维电磁屏蔽性能的影响
    王嘉宁, 司苏求, 郑心怡, 刘玮
    2024, 32(1):  64-72. 
    摘要 ( )   PDF (15951KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了研究碳纳米管(CNTs)的质量分数对纳米芳纶(ANF)复合气凝胶纤维的电磁屏蔽性能的影响。将 CNTs与ANF分散在通过二甲基亚砜(DMSO)中,改变CNTs与ANF的比例。对复合气凝胶纤维的力学性能、导电性能、微观形貌、 X射线光电子能谱、红外光谱、热失重等性能进行测试,确定实验范围内的CNTs的最佳参数。结果表明:当CNTs在分散液中的质量分数达到25%时,复合气凝胶纤维的断裂强度为7.29 MPa,电磁屏蔽效能达到18 dB。CNTs/ANF复合气凝胶纤维可以屏蔽80%的电磁波,满足工业要求。
    涤纶废丝的熔融增黏反应及其性能
    王可心, 高 峰, 王勇军, 陈文兴, 吕汪洋
    2024, 32(1):  73-79. 
    摘要 ( )   PDF (1412KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了提高废旧聚酯的循环再利用价值,以涤纶废丝为原料进行了熔融增黏,考察并分析了不同温度和时间条件下特性黏度、相对分子质量及其分布、低聚物含量和热性能的变化。结果表明:270 ℃下,涤纶废丝的特性黏度随反应时间的延长而增大,但当温度高于270 ℃时,会促进热降解反应,使聚酯黏度不升反降;270 ℃下增黏时间与相对分子质量呈正相关关系,且增黏后大分子链所占比例减小,分子量分布变宽;随着增黏反应时间的延长,低聚物总含量减小;相对分子质量的增大及副反应中小分子的生成是导致结晶温度与熔点降低的主要原因。涤纶废丝粉末可在270 ℃下50 min后增黏到1.09 dL/g,数均相对分子质量达到45100 g/mol,对其熔融增黏反应的探究可为涤纶废丝的绿色高价值回收及应用提供参考。
    季铵盐阳离子改性剂的合成及其在栀子黄染色棉织物中的应用
    朱秋昱, 张斌, 沈晓杰, 陈秋霖, 王磊, 余志成
    2024, 32(1):  80-89. 
    摘要 ( )   PDF (2199KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了提升天然植物染料栀子黄在纤维素纤维上的染色性能,设计合成了一系列以3-氯-2-羟丙基为反应基团、季铵盐为阳离子基团的阳离子改性剂,通过亲核加成反应在纤维素纤维上引入季铵基团,提升栀子黄染料对阳离子改性纤维素纤维的染色性能。借助电喷雾电离-串联质谱法(ESI-MS)、核磁共振氢谱(1H NMR)对合成的不同烷基链长的季铵盐改性剂分子结构进行表征。通过红外光谱图和X射线光电子能谱图证实季铵盐化合物以醚键形式成功接枝在棉织物上。采用栀子黄染料对改性棉织物染色,比较不同烷基链长改性剂改性棉织物的染色K/S值发现,改性剂烷基链长为12时最佳,上染率为85.46%,K/S值为4.33。进一步研究染色工艺条件对染色织物K/S值、上染百分率以及色牢度的影响,实验结果表明,在染色温度为80℃,pH值为9,时间为60 min时,经3-氯-2-羟丙基二甲基辛烷氯化铵(CH-12)改性棉织物染色性能最佳,其上染率为88.07%,K/S值为4.71,耐皂洗牢度及耐摩擦色牢度均可达到3级以上。试验结果表明,CH-12改性棉织物可实现无盐染色,且改性织物的上染率、固色率、耐皂洗和耐摩擦牢度均优于未改性织物的传统有盐染色。
    紫外老化对冻绿染丝织品结构及同位素的影响
    蔡逸岚, 杨 丹, 贾丽玲, 周 旸, 彭志勤
    2024, 32(1):  90-99. 
    摘要 ( )   PDF (6685KB) ( )  
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    为探究紫外光照射后草木染丝织品文物的形貌、结构和稳定同位素的变化规律,以冻绿染丝织品和醋酸铁媒染丝织品为实验对象,模拟在紫外光照条件下染色丝织品文物可能的状态,首先使用天然冻绿染料提取色素结合醋酸铁媒染剂对丝织品进行染色,并制备铁媒染丝织品,再对其进行紫外光加速老化;然后利用分光测色计、扫描电镜、万能材料试验机、红外光谱仪和稳定同位素质谱仪进行色差变化、微观形貌、力学性能、二级结构及稳定同位素表征。结果表明:紫外光会导致丝织品颜色变化,其中铁媒染丝织品的色差变化最明显;蚕丝纤维表面老化后会出现不同程度的裂隙,且力学性能显著降低;蚕丝纤维二级结构中的β-折叠结构遭到破坏;丝织品中的碳、氮稳定同位素比值在紫外光老后有所增大,而铁媒染样品变化更加显著。研究结果有助于天然植物染料染色丝织品文物的保护,在保存或展览时应避免紫外光的照射;天然染料染色丝织品时应注意媒染剂的使用。
    面料性能对男士西服门襟造型的影响
    孔媛, 劳稼玮
    2024, 32(1):  100-107. 
    摘要 ( )   PDF (1182KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    西服门襟位于整件服装的视觉中心,是西服结构和造型的重要组成部分。除版型设计外,面料性能也会影响西服门襟的造型。以门襟倾斜度、重叠量作为门襟造型的客观评价指标,并以美观度、平整度作为门襟造型的主观评价指标;通过面料性能测试及门襟造型主客观评价实验,基于SPSS数据分析结果探究面料性能对西服门襟造型的影响。通过回归分析分别建立了门襟倾斜度、重叠量、美观度、平整度与面料性能关系的回归方程。研究表明:克重、厚度、悬垂系数、抗弯刚度、断裂强度和伸长率等面料性能指标会对门襟造型产生影响,主观评价指标与客观评价指标间存在较大的相关性。门襟的倾斜度小,重叠量大,门襟的美观度和平整度较好。
    基于脑电图技术的消防体能训练服热湿舒适性评价
    任佳园, 金剑, 郑晶晶
    2024, 32(1):  108-118. 
    摘要 ( )   PDF (3205KB) ( )  
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    为解决消防员日常训练时的热应激问题,探讨相变面料对人体热湿舒适性的影响,运用脑电图技术分别记录受试者在5种穿着状态下的脑电波,同时进行主观舒适感评价。选取α波(8~13 Hz)和β波(14~30 Hz)的平均功率谱密度为脑电数据指标,以归一化处理后的舒适感评分为主观评价指标,利用功率谱分析和方差分析研究不同着装条件对人体脑波的影响,并利用相关性分析探讨客观脑电指标和主观评价指标之间的关系。结果表明:α波和β波的功率谱密度可以作为脑电评价指标,穿着PCM消防体能训练服状态下α波强度最大,大脑积极情绪多于其他状态;β波强度最小,紧张烦躁情绪最少。在主观评价实验中,当受试者认为穿着消防体能训练服带来的湿热感和不舒适感越强时,其α波强度会受到抑制,同时其β波强度越高。α波、β波强度可以作为服装热湿舒适性评价的心理生理学参数,脑电数据提供了更为客观和定量的数据支撑。
    中国废旧军服面料回收利用的研究现状及发展前景
    刘洋, 姚响, 杨革生, 郁秀峰, 张耀鹏
    2024, 32(1):  119-129. 
    摘要 ( )   PDF (1472KB) ( )  
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    为促进废旧军服面料的高值化回收利用,总结了国内07式军服的种类及其面料特征,系统分析了目前开纤纺纱法、再生聚酯切片法、涤棉分离技术等废旧军服面料的回收利用方法,并对废旧军服面料回收再利用的发展前景进行展望。研究表明:目前废旧军服面料的回收利用主要聚焦于涤纶组分的简单再利用或回收制备高值再生聚酯切片,较少关注军服面料中其余组分的高值回收利用。针对废旧军服面料中含量相对较高的涤棉混纺面料,采用有效的涤棉分离技术高效分离涤纶和棉纤维,并以此作为原料分别制备再生聚酯切片和再生溶解浆,进一步以再生棉浆粕为原料制备再生纤维素产品将非常有前景。因而,开发高效的涤棉分离、废旧涤纶和棉纤维的高值化利用技术是实现废旧军服面料综合利用的重要发展方向。
    聚乳酸纳米填料增强复合材料的应用研究进展
    邵烨华, 高召阳, 王龙飞, 田伟, 戚栋明, 严小飞
    2024, 32(1):  130-139. 
    摘要 ( )   PDF (2752KB) ( )  
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    随着环境污染问题逐渐严峻,自然资源消耗严重,生物基可降解材料不断被开发来替代传统石油基塑料,文章主要对生物基可降解材料聚乳酸(PLA)及纳米填料增强复合材料进行了综述。介绍了直接法和间接法合成聚乳酸的过程以及不同化学结构聚乳酸的物理和力学性能;阐述了不同形态纳米填料增强增韧聚乳酸的研究进展,以及在包装材料、生命医药、纺织等领域的主要应用以及存在的问题,并对聚乳酸及其纳米填料增强复合材料的未来应用进行展望,为其进一步研究和应用提供思路。