استخراج پارامترهای پارچه از تصویر آن با استفاده از الگوریتم های فرا ابتکاری

پارچه تاری و پودی یک جسم انعطاف پذیر است و به منظور تعیین پارامترهای آن، استفاده از روشهای غیر منعطف و معمول پردازش تصویر همواره دارای خطای قابل توجه ای می باشد و در این زمینه، ارائه یک روش انطباق پذیر با خصوصیات تصویر منسوج جهت استخراج پارامترهای آن مورد توجه می باشد. در این راستا استفاده از الگوریتم های فرا ابتکاری جهت تطبیق الگوریتم استخراج پارامترهای ساختاری با شرایط تصویر، کاربردی به نظر می رسد. در این پروژه، با کاربرد ترکیبی از روش های پردازش تصویر، خوشه بندی و الگوریتم های فرا ابتکاری، یک روش نوین برای پیش پردازش و تشخیص بافت ساختاری تصاویر منسوجات ارائه شده است. به منظور یافتن دقیق بافت تصویر و تشخیص موقعیت نخ ها که مقدمه شناسایی پارامترهای ساختاری پارچه محسوب می شود، تصویر رنگی پارچه با استفاده از روش های تبدیل موجک، خوشه بندی فازی (fcm) و k-means پیش پردازش شده و بازه تغییرات پارامترهای پارچه به طور غیر دقیق از تصویر حاصل استخراج می گردد. سپس، الگوریتم ترکیبی رقابت استعماری و ژنتیک، الگوریتم ژنتیک و الگوریتم انجماد تدریجی مبتنی بر جمعیت هر کدام به طور جداگانه برای بهینه سازی بازه تغییرات به دست آمده از مرحله قبل و تعیین موقعیت دقیق تر نخ ها به کار می رود. در مرحله بعد، تصویر شبیه سازی شده پارچه با استفاده از روش کاهش رنگ و بر اساس تصویر نشان دهنده موقعیت نخ ها ایجاد می گردد. با کاربرد روشی جدید بر پایه الگوریتم ژنتیک، پارامترهای طرح رنگ و طرح بافت پارچه از تصویر شبیه سازی شده حاصل استخراج می شود. نتایج نشان می دهد که خطای تشخیص موقعیت نخ با استفاده از روش ترکیبی رقابت استعماری و ژنتیک به میزان 7/56 درصد در مقایسه با روش رایج شدت نور سطح خاکستری کاهش یافته است. همچنین این روش قادر به تشخیص موقعیت نخ در تصاویر پارچه های رنگی با شدت نور نایکنواخت و تراکم کم با دقت میانگین 4/87 درصد و در پارچه های با تراکم زیاد این مقدار بیش از 2/89 درصد می باشد. در روش بر پایه الگوریتم ژنتیک، میزان دقت میانگین تشخیص موقعیت نخ در پارچه های با شدت نور نایکنواخت 9/79 درصد و در پارچه های با تراکم زیاد، 8/73 درصد می باشد. میزان کاهش خطا در مقایسه با روش رایج شدت نور سطح خاکستری 3/45 درصد می باشد. در الگوریتم انجماد تدریجی مبتنی بر جمعیت، موقعیت نخ در پارچه های با تراکم زیاد با دقت 5/73 درصد و در پارچه های با تراکم کم با دقت 3/71 درصد تشخیص داده شده است و در مقایسه با روش رایج، میزان کاهش خطا 8/40 درصد است. بنابراین به طور کلی دقت روش ترکیبی رقابت استعماری و ژنتیک در مقایسه با دو روش دیگر بیش تر می باشد. در مرحله کاهش رنگ به دلیل ایجاد طرح بافت نایکنواخت در تصویر شبیه سازی شده، نیاز به مطالعه بیشتری وجود دارد. نتایج تشخیص طرح رنگ و طرح بافت نشان می دهد که روش ارائه شده قابلیت تشخیص طرح رنگ و بافت صحیح با دقت بیش از 98 درصد حتی با وجود ایراد تا سه نخ در تصویر شبیه سازی شده را دارد.