纺织学报 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (1): 72-79.doi: 10.13475/j.fzxb.20250500101
ZHOU Yu1, WEI Bing1(
), HAO Kuangrong1, GAO Lei2, WANG Huaping3,4
摘要:
针对工业生产中聚酯纤维超微结构中的团聚效应对产品的颜色均匀性、机械性能均匀性及光泽度等性能的负面影响这一问题,提出一种基于改进U-Mamba的聚酯纤维超微结构分割算法。首先利用扫描电子显微镜采集聚酯纤维超微结构中团聚粒子分布的高分辨率图像并建立对应的超微结构数据集以评估模型性能,使用结合边缘检测算法的预训练神经网络对纤维图像进行去噪、滤波以及自动着色处理,通过设计高阶视觉状态空间模块和多尺度信息融合模块,改进后的U-Mamba深度网络模型能够准确识别并分割超微结构中团聚体。实验结果表明:在超微结构数据集下,该算法对比其它经典算法具有较高的分割准确性,其交并比达到78.9%,平均准确率达到96.1%,能够满足工业生产中机器视觉技术在高功能纤维超微结构分析中的应用需求。
中图分类号:
| [1] | 宋伟广, 王冬, 杜长森, 等. 原液着色聚酯纤维原位聚合用自分散纳米炭黑的制备及其性能[J]. 纺织学报, 2023, 44(4): 115-123. |
| SONG Weiguang, WANG Dong, DU Changsen, et al. Preparation and properties of self-dispersed nanoscale carbon black for in situ polymerization of spun-dyed polyester fiber[J]. Journal of Textile Research, 2023, 44(4): 115-123. | |
| [2] | 白恩龙, 张周强, 郭忠超, 等. 基于机器视觉的棉花颜色检测方法[J]. 纺织学报, 2024, 45(3): 36-43. |
| BAI Enlong, ZHANG Zhouqiang, GUO Zhongchao, et al. Cotton color detection method based on machine vision[J]. Journal of Textile Research, 2024, 45(3): 36-43. | |
| [3] | 杨金鹏, 景军锋, 李吉国, 等. 基于机器视觉的玻璃纤维合股纱缺陷检测系统设计[J]. 纺织学报, 2024, 45(5): 193-201. |
| YANG Jinpeng, JING Junfeng, LI Jiguo, et al. Design of defect detection system for glass fiber plied yarn based on machine vision[J]. Journal of Textile Research, 2024, 45(5): 193-201. | |
| [4] | MA J, LI F F, WANG B. U-mamba: enhancing long-range dependency for biomedical image segment-ation[EB/OL]. (2024-01-09)[2025-05-04]. https://arxiv.org/abs/2401.04722. |
| [5] | ZHANG R, ISOLA P, EFROS A A. Colorful image colorization[M]//Computer vision-ECCV 2016. Cham: Springer International Publishing, 2016: 649-666. |
| [6] | RONNEBERGER O, FISCHER P, BROX T. U-Net: convolutional networks for biomedical image segmentation[C]// Medical Image Computing and Computer-Assisted Intervention-MICCAI 2015. Cham: Springer, 2015: 234-241. |
| [7] | WOO S, PARK J, LEE J Y, et al. CBAM: convolutional block attention module[C]// Computer Vision - ECCV 2018. Cham: Springer, 2018: 3-19. |
| [8] | VASWANI A, SHAZEER N, PARMAR N, et al. Attention is all you need[J/OL] // Advances in Neural Information Processing Systems, 2017, 30: 5998-6008. |
| [9] |
LECUN Y, BOTTOU L, BENGIO Y, et al. Gradient-based learning applied to document recognition[J]. Proceedings of the IEEE, 1998, 86(11): 2278-2324.
doi: 10.1109/5.726791 |
| [10] | 文嘉琪, 李新荣, 冯文倩, 等. 印花面料的边缘轮廓快速提取方法[J]. 纺织学报, 2024, 45(5): 165-173. |
| WEN Jiaqi, LI Xinrong, FENG Wenqian, et al. Rapid extraction of edge contours of printed fabrics[J]. Journal of Textile Research, 2024, 45(5): 165-173. | |
| [11] | CHEN L C, PAPANDREOU G, SCHROFF F, et al. Rethinking atrous convolution for semantic image segmentation[EB/OL]. (2017-06-17)[2025-05-04]. https://arxiv.org/abs/1706.05587. |
| [12] | OKTAY O, SCHLEMPER J, LE FOLGOC L, et al. Attention U-Net: learning where to look for the pancreas[EB/OL]. (2018-04-11)[2025-05-04]. https://arxiv.org/abs/1804.03999. |
| [13] | CHEN J N, LU Y Y, YU Q H, et al. TransUNet: transformers make strong encoders for medical image segmentation[EB/OL]. (2021-02-18)[2025-05-04]. https://arxiv.org/abs/2102.04306. |
| [14] | CAO H, WANG Y Y, CHEN J, et al. Swin-unet: unet-like pure transformer for medical image segmen-tation[M]//Computer vision-ECCV 2022 workshops. Cham: Springer Nature Switzerland, 2023: 205-218. |
| [1] | 庹武, 刘琼洋, 李庆响, 陈谦, 范睿鸽, 李佩. 基于机器视觉与YOLO11n的女西裤尺寸自动测量[J]. 纺织学报, 2025, 46(12): 208-215. |
| [2] | 吴威涛, 韩奥博, 牛奎, 贾建辉, 尹邦雄, 向忠. 基于高泛化性图像生成与分类算法的织物瑕疵检测系统设计[J]. 纺织学报, 2025, 46(10): 227-236. |
| [3] | 任志墨, 张文昌, 李贞逸, 叶贺, 杨春柳, 张倩. 基于双目结构光的纺织圆柱件三维视觉定位方法[J]. 纺织学报, 2025, 46(07): 227-235. |
| [4] | 许纶有, 邹鲲, 吴浩男. 基于机器视觉的浆纱机经轴区断纱故障检测[J]. 纺织学报, 2025, 46(06): 231-239. |
| [5] | 李吉国, 景军锋, 程为, 王永波, 刘薇. 基于机器视觉的玻璃纤维纱团外观缺陷检测系统设计[J]. 纺织学报, 2025, 46(05): 243-251. |
| [6] | 王容容, 周洲, 冯祥, 申莹, 刘峰, 邢剑. 聚酯纤维与聚乙烯/聚丙烯双组分纤维多孔吸声材料的制备及其性能[J]. 纺织学报, 2025, 46(02): 61-68. |
| [7] | 任柯, 周衡书, 魏瑾瑜, 闫文君, 左言文. 基于机器视觉技术的百褶裙动态美感评价[J]. 纺织学报, 2024, 45(12): 189-198. |
| [8] | 任佳伟, 周其洪, 陈唱, 洪巍, 岑均豪. 基于机器视觉的交叉缠绕式筒子纱位姿检测方法[J]. 纺织学报, 2024, 45(11): 207-214. |
| [9] | 王玉玺, 唐春霞, 张丽平, 付少海. 纳米炭黑的Steglich酯化反应制备及乙二醇分散性[J]. 纺织学报, 2024, 45(07): 104-111. |
| [10] | 陈育帆, 郑小虎, 徐修亮, 刘冰. 基于机器视觉的缝纫线迹缺陷检测方法[J]. 纺织学报, 2024, 45(07): 173-180. |
| [11] | 文嘉琪, 李新荣, 冯文倩, 李瀚森. 印花面料的边缘轮廓快速提取方法[J]. 纺织学报, 2024, 45(05): 165-173. |
| [12] | 杨金鹏, 景军锋, 李吉国, 王渊博. 基于机器视觉的玻璃纤维合股纱缺陷检测系统设计[J]. 纺织学报, 2024, 45(05): 193-201. |
| [13] | 白恩龙, 张周强, 郭忠超, 昝杰. 基于机器视觉的棉花颜色检测方法[J]. 纺织学报, 2024, 45(03): 36-43. |
| [14] | 范博, 吴伟, 王健, 徐红, 毛志平. 分散染料在超临界CO2流体染色聚酯纤维中的扩散行为[J]. 纺织学报, 2024, 45(02): 134-141. |
| [15] | 葛苏敏, 林瑞冰, 徐平华, 吴思熠, 罗芊芊. 基于机器视觉的曲面枕个性化定制方法[J]. 纺织学报, 2024, 45(02): 214-220. |
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