CN102628759A - 纺织纤维数字化切片的制备和检测方法及模拟镜检的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了纺织纤维数字化切片的制备和检测方法及模拟镜检的方法。所述数字化切片含有玻璃切片所装载的纤维样品的图像信息，纺织纤维数字化切片的制备方法包括：图像获取步骤：用显微镜对装载有纤维样品的玻璃切片的多个采样区域进行观测；在每一个采样区域，用图像采集装置获得对应该采样区域的多个聚焦层面的多个直接观测图像；数字化切片生成步骤：将数字化切片存储到计算机可读存储介质中，所述数字化切片包括所获得的所有直接观测图像。采用本发明的数字化切片的制备方法制备的数字化切片的每一幅图像都是真实纤维的数字化直接观测图像，且所包含的原始信息较为完整，可以用于重复再现检测过程，因此特别适用于教学、培训、检测等。

Description

纺织纤维数字化切片的制备和检测方法及模拟镜检的方法

技术领域

本发明总体上涉及纺织纤维检测技术，具体涉及一种纺织纤维数字化切片的制备方法、检测方法及用计算机模拟纺织纤维显微镜镜检的方法。

背景技术

显微镜镜检是纺织纤维检测的主要手段，其检测的对象是承载大量纤维段的玻璃切片。纤维段由各种纤维切段器从纤维束上切出，混合在石蜡油等液体介质中，再均匀散布在载玻片上并盖上盖玻片，就成为了一个待检的玻璃切片。

目前，常规的纺织纤维检测手段是将显微镜镜检与计算机辅助检测***相结合，例如市场上已有的CU系列纤维细度分析仪等。在检测时，将待检切片置于显微镜载物台上，由图像采集装置如摄像头采集待检切片的显微图像并传输到计算机中由显示器实时显示，通过计算机中的图像处理软件对所采集的图像进行分析处理，以测量纤维的直径和截面大小以及分析其所属种类。这种检测方式实际上是一种“在线”的检测。

该检测方式存在以下几个问题：

1.较高的时效性要求：要求在较短的时间内检测完切片样品(一般两三个小时内)。因为样品存在于介质中，时间长了其理化性质会有改变，影响检测的准确性。而实际上整个检测过程包含了循环进行的获取图像和分析图像这两个子过程，并且分析过程要远远慢于获取过程，但后者其实是仅基于图像而非必须基于样品本身的。

2.检测的客观性要求：纤维镜检是通过纤维表面的颜色灰度分布和形态变化特征来作为判断依据，并且因为有些纤维段互相迭加需要多层次聚焦才能看到这些特征。但由于检测过程结束后就只能得到检测结果，看不到赖以判断的那些多层次图像信息，难以体现检测过程中的客观性。

3.可靠的重复性要求：由于没有一致性好的原始样本，使得检测结果不能保证可靠的重复性。例如要送多个检测机构进行检测，就需制备多个切片样品，但显然样品间是存在个体差异的，各检测机构的检测结果可能会不一致。若要复核检测结果的正确性，由于存在时效问题需要重新制备切片样品，同样由于样品之间的差异性，从而导致其检测结果是不可精确复核的。

中国专利CN 101487801 B提供了一种“纺织纤维纵向切段显微图像全自动采集方法”，可以全自动完成所有纤维的图像采集，获得试样的全景图和各个纤维的图像，具有省时省力的优点。但是，该方法由于存在纤维段的搜索判断过程，所以有可能会遗失一些纤维段的聚焦图片。并且，实践中多数情况是纤维段之间会交错重叠，一根纤维往往会跨越数层聚焦层面，以一个层面的图像来表现这根纤维不够准确，由于给出的信息有限，会影响判断和测量。

近几年，有一些关于数字化切片的报道。中国专利申请201010531981.4公开了“一种制作数字切片的方法”。该方法将玻璃切片各不同区域内聚焦效果最好的图像作为基准图像，并利用当前区域内不同高度处获取的子层图像对当前区域内基准图像的聚焦效果不佳的局部区域进行替换，获得融合图像，之后将多个融合图像拼接为整体，实现玻璃切片的数字化。但该方法不但在处理过程中比较繁琐，且最终的二维全景图像是通过对不同高度的图片进行融合得到的，不是“原始”的直接观测图像，这必然会损失掉一些真实的观测信息，若直接应用于检测，则会失去客观性。

实际上，由于多数天然纤维微观上是近似圆柱体的，本质上是三维的，纵深方向的信息在种类鉴别时是不可或缺的。所以在实际的纤维检测中，调焦过程不仅仅是为了获得清晰的图像，还有一个重要的目的就是在焦点变化的过程中，检测员能够凭经验知识直观分辨出纤维表面鳞片结构的环绕走向、厚度、翘角程度等多重信息，这对于纤维样品的精确检测是十分重要的。

可以设想，当用载有纤维样品图像信息的数字化切片替代真实的玻璃切片时，则可实现一种“离线”的检测方式(即，不再依赖于显微镜及其上的实物玻璃切片)。

在实际的纺织纤维的检测过程中，对于被检纤维的各种参数的检测，尤其是对于纤维种类的判断，特别是在一些复杂的纤维种类判断场合下(例如羊毛和羊绒的区分)，是一项经验性很强的工作。对于同一个切片，不同的检测人员(例如不同检测机构的检测人员，或初检和复检的检测人员)，甚至是同一检测人员进行的多次检测，也不可能采用完全相同的检测过程。例如，不同的检测过程可能会选择不同聚焦层面/高度的观测图像，也可能选择不同的纤维或同一纤维上不同的部位来标记和测量纤维直径和/或截面大小，还可能会组合不同区域的多根纤维和/或同一根纤维在一个或多个不同聚焦层面的图像来综合评价纤维形态。换句话说，在不同的检测过程中，切片任一区域在任一聚焦层面的图像都有可能需要使用到。另外，对于纤维检测的教学来说，可能需要模拟出各种可能的检测过程，以教导学生区分适当的或不适当的检测过程。这也需要切片的多区域多层面的图像信息。现有技术及上述专利/专利申请对这些需求则均无能为力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纤维检测数字化切片的制备方法及装置，其制备的数字化切片不仅可以用于检测，而且可以用于再现检测过程，也可以用于模拟检测过程。本发明的另一目的在于提供一种纺织纤维数字化切片的检测方法，本发明的又一目的在于提供一种用计算机模拟纺织纤维显微镜镜检的方法及装置。

根据本发明的一个方面，提供了一种纺织纤维数字化切片的制备方法，所述数字化切片含有玻璃切片所装载的纤维样品的图像信息，所述制备方法包括：

图像获取步骤：用显微镜对装载有纤维样品的玻璃切片的多个采样区域进行观测；在每一个采样区域，用图像采集装置获得对应该采样区域的多个聚焦层面的多个直接观测图像；

数字化切片生成步骤：将数字化切片存储到计算机可读存储介质中，所述数字化切片包括所获得的所有直接观测图像。

优选地，所述数字化切片还可以包括每个直接观测图像的标识信息。所述标识信息可以包括位置标识信息，所述位置标识信息包括该直接观测图像所属的采样区域的位置信息以及所处的聚焦层面的位置信息。

优选地，所述多个采样区域可以在所述玻璃切片上均匀分布。优选地，所述多个采样区域可以覆盖了所述玻璃切片的全部或大部分面积。优选地，所述多个采样区域可以具有相同的大小，其大小可以根据所述显微镜的视野来确定。所述多个采样区域中的相邻采样区域在所述玻璃切片的横向和/或纵向上可以局部重叠，也可以不重叠。

优选地，所述显微镜可以具有三维电动载物台，由控制器自动控制调节移动；所述玻璃切片设置在所述三维电动载物台上。

根据本发明的另一方面，提供了一种纺织纤维数字化切片的制备装置，所述数字化切片含有玻璃切片所装载的纤维样品的图像信息，所述制备装置包括：

显微镜，带有用于承载所述玻璃切片的三维电动载物台；

用于获取所述玻璃切片的多个采样区域的多个聚焦层面的直接观测图像的图像采集装置，所述图像采集装置设置在所述显微镜的实像面处；

用于存储包括所述直接观测图像的所述数字化切片的计算机可读存储介质；

用于控制调节所述三维电动载物台在水平方向和垂直方向的步进移动以及控制所述图像采集装置的图像获取的控制器，所述控制器与所述三维电动载物台、所述图像采集装置以及所述计算机可读存储介质相连接。

优选地，所述图像采集装置可以是单反数码相机。所述图像采集装置还可以是工业摄像机或数码摄像头。

优选地，所述控制器由装有控制程序的计算机构成。

根据本发明的又一个方面，提供了一种纺织纤维数字化切片的检测方法，用于用计算机辅助检测***检测根据本发明提供的纺织纤维数字化切片的制备方法所获得的数字化切片，所述检测方法包括：

切片导入步骤，用于将所述数字化切片导入计算机辅助检测***；

显示步骤，用于选择所述数字化切片中的任一直接观测图像显示在所述计算机辅助检测***的显示设备上；

检测步骤，用于根据所显示的直接观测图像进行检测。

优选地，本发明的纺织纤维数字化切片的检测方法还可以包括输出步骤，用于输出检测步骤的检测结果信息。优选地，本发明的检测方法还可以包括数字化切片更新步骤，用于将检测结果信息与所述数字化切片进行合并，生成已检的数字化切片。

在显示步骤中，可以通过计算机辅助检测***的输入设备来选择当前需要显示的直接观测图像。

当所述数字化切片包括所述直接观测图像的位置标识信息时，可以根据所述输入设备的输入来确定当前需要显示的直接观测图像的位置标识信息，并将具有该位置标识信息的直接观测图像通过所述显示设备显示。优选地，所述输入设备可以包括第一输入子设备和第二输入子设备，根据所述第一输入子设备的输入来确定当前需要显示的直接观测图像的位置标识信息中用于标识该直接观测图像所属的采样区域的位置信息，根据所述第二输入子设备的输入来确定当前需要显示的直接观测图像的位置标识信息中用于标识该直接观测图像所处的聚焦层面的位置信息。

优选地，所述第一输入子设备可以包括计算机键盘的四个方向键。所述四个方向键的左右方向键用于确定当前需要显示的直接观测图像所属的采样区域在所述玻璃切片的平面上的横向位置；所述四个方向键的上下方向键用于确定当前需要显示的直接观测图像所属的采样区域在所述玻璃切片的平面上的纵向位置。优选地，所述第二输入子设备可以包括计算机鼠标的滚轮，所述滚轮的前后滚动用于确定当前需要显示的直接观测图像所处的聚焦层面的高度。

根据本发明的又一个方面，提供了一种用计算机模拟纺织纤维显微镜镜检的方法，包括：

根据本发明提供的纺织纤维数字化切片的制备方法来制备数字化切片；

将所述数字化切片导入计算机；

用计算机的输入设备的输入信息来模拟显微镜载物台的移动，以选择当前需要显示的直接观测图像，

将所选择的直接观测图像显示在所述计算机的显示设备上；

对所显示的直接观测图像进行检测。

优选地，所述数字化切片可以包括所述直接观测图像的位置标识信息，所述位置标识信息可以包括该直接观测图像所属的采样区域的位置信息以及所处的聚焦层面的位置信息。所述输入设备可以包括第一输入子设备和第二输入子设备，根据所述第一输入子设备的输入来确定当前需要显示的直接观测图像的位置标识信息中用于标识该直接观测图像所属的采样区域的位置信息，以模拟显微镜载物台在x-y平面上的移动；根据所述第二输入子设备的输入来确定当前需要显示的直接观测图像的位置标识信息中用于标识该直接观测图像所处的聚焦层面的位置信息，以模拟显微镜载物台在z轴上的移动。优选地，所述第一输入子设备可以包括计算机键盘的四个方向键，所述四个方向键的输入分别用于模拟显微镜载物台在x-y平面上沿横向左右两个方向以及纵向前后两个方向的移动。优选地，所述第二输入子设备可以包括计算机鼠标的滚轮，所述滚轮的前后滚动用于模拟显微镜载物台沿z轴的上下移动。

根据本发明的再一方面，提供了一种用计算机模拟纺织纤维显微镜镜检的装置，包括计算机以及计算机可读取的数字化切片，所述数字化切片包括玻璃切片的多个采样区域的多个聚焦层面的直接观测图像；所述计算机包括：

模拟显微镜载物台在x-y平面上的移动的第一输入子设备；

模拟显微镜载物台在z轴方向上的移动的第二输入子设备；

显示直接观测图像的显示设备，所显示的直接观测图像由所述第一输入子设备和第二输入子设备的输入确定；

对所述显示设备所显示的直接观测图像进行检测的计算机辅助检测模块。

优选地，所述第一输入子设备包括计算机键盘的四个方向键，所述四个方向键的输入分别模拟显微镜载物台在x-y平面上沿横向左右两个方向以及纵向前后两个方向的移动。

优选地，所述第二输子入设备包括计算机鼠标的滚轮，所述滚轮的前后滚动模拟显微镜载物台沿z轴的上下移动。

采用本发明的数字化切片的制备方法制备的数字化切片的每一幅图像都是真实纤维的数字化直接观测图像，没有经过任何拼接或融合以及其它的任何可能改变真实观测信息的图像处理。而且该数字化切片对于每一采样区域均有多个聚焦层面的图像，因此所包含的原始信息较为完整，可以用于重复再现大多数甚至任意的检测过程。因此特别适用于教学、培训、检测以及纤维图像资料的保存等。

附图说明

图1为本发明的纺织纤维数字化切片的制备装置示意图。

图2(a)-(c)示例性地示出了采样区域在玻璃切片上的三种覆盖方式。

图3为本发明的数字化切片在单个采样区域中获取多个聚焦层面的多个直接观测图像的示意图。

图4为本发明的数字化切片中将检测结果信息以图形的形式并入到直接观测图像中的示意图。

图5为本发明的用计算机模拟纺织纤维显微镜镜检的装置示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细描述本发明。

纺织纤维数字化切片的制备装置

如图1所示，本发明的纺织纤维数字化切片的制备装置可以包括显微镜101、图像采集装置104和控制器103。显微镜101优选自身带有三维电动载物台102；当然，该三维电动载物台也可以通过将单独的电动平台置于普通显微镜的物镜下方来实现。控制器103与三维电动载物台102、图像采集装置104以及计算机可读存储介质105相连接。由控制器103自动控制调节三维电动载物台102在水平方向和垂直方向的步进移动，步进移动的距离可以根据实际需要设置。图像采集装置104设置在显微镜101的实像面处，其可以是单反数码相机，也可以是工业摄像机或数码摄像头。由控制器103控制图像采集装置104自动聚焦、获取图像以及将所获图像存储到计算机可读存储介质105中。该控制器103可以用装有控制程序的计算机来实现。计算机可读存储介质可以是计算机自带的或外接的存储设备，如存储器，硬盘，DVD光盘等。

纺织纤维数字化切片的制备方法

按照本发明，纺织纤维数字化切片的制备方法可以具体如下所述。

首先，在玻璃切片上划分出预定的多个采样区域。由于玻璃切片的尺寸大于显微镜的物镜视野范围，显微镜在每次操作中只能获取一定区域内玻璃切片的图像，因此，按显微镜物镜视野的范围在玻璃切片上划分出多个采样区域。在一个实施例中，这些采样区域具有相同的形状和大小。在一个实施例中，所划分的多个采样区域在玻璃切片上优选是均匀分布。在一个实施例中，这些采样区域优选是可以覆盖了玻璃切片的全部面积或具有代表性的大部分面积。应当理解，这里所涉及的玻璃切片的面积应当是指玻璃切片的盖玻片的有效区域。

相邻的采样区域在玻璃切片的横向和/或纵向上可以局部重叠，也可以不重叠。一般来讲，以往人工操作检测的时候更接近不重叠方式。但是，由于在显微镜视野中光线分布不均等因素的影响，可能会导致图像的边缘区域没有中间区域清晰，也可能由于操作人员失误而丢失一些纤维信息。采用采样区域部分重叠的方式获取图像可以很好地避免上述不利，相比之下，具有不会丢失纤维信息，并且各处的纤维信息都会得到清晰的表示等优点。但是由于采样区域部分重叠，所以采样区域的数量会增多，获取数字化切片的时间会延长。

图2(a)-(c)示例性地示出了采样区域在玻璃切片上的三种覆盖方式。图2(a)是一种全覆盖方式，采样区域在横纵两个方向上都两两部分重叠，从而全部覆盖玻璃切片区域。其重叠部分可选择为单个采样区域的1/4-1/3。图2(b)是一种半覆盖方式，采样区域在横向上两两衔接，纵向上分离不衔接，产生在横向完整覆盖玻璃切片的若干条带。尽管未示出，但是很容易理解，对于半覆盖方式，也可以在纵向上两两衔接，横向上分离不衔接，产生在纵向完整覆盖玻璃切片的若干条带。同样，其重叠部分可选择为单个采样区域的1/4-1/3。图2(c)是一种不覆盖方式，采样区域在横纵两个方向上均两两分离无重合，相当于对玻璃切片区域均匀抽样。

具体如何划分采样区域可以根据数字化切片的使用场合和采样率要求来确定。例如，当应用于大量的实际检测场合时，则可以选择不覆盖方式，这样会比较有效率地制备数字化切片。当应用于教学场合时，对制备数字化切片所需的时间要求不高，则可以选择全覆盖或半覆盖方式。当要求数字化切片的采样率高或低时，则可以相应增大或减小采样区域分布的密集程度。

对于图像采集装置来说，可以采用单反数码相机或者工业摄像机或数码摄像头。本申请人研究发现，对于相同的玻璃切片，当采用相同的采样区域覆盖方式时，使用工业摄像机或数码摄像头采集图像所需的时间会远长于使用单反数码相机所需要的时间，通常是使用单反数码相机所需时间的5倍以上，某些覆盖方式下甚至是10倍以上。当然，在大大降低采样率的情况下，也可以使用工业摄像机或数码摄像头，以在合理的时间范围内完成图像采集工作。因此，对于图2(a)和图2(b)所示的覆盖方式，图像采集装置优选采用单反数码相机。对于图2(c)所示的覆盖方式，图像采集装置同样优选采用单反数码相机，但是采样率较低的情况下也可以使用工业摄像机或数码摄像头。

在按照需要的预定方式划分好多个采样区域后，则可以用显微镜对装载有纤维样品的玻璃切片的多个采样区域逐个进行观测；在每一个采样区域，用图像采集装置获得对应该采样区域的多个聚焦层面的多个直接观测图像。在这个过程中，玻璃切片设置在三维电动载物台之上，控制器可以自动控制调节三维电动载物台在水平方向(或者说x-y平面内)及垂直方向(或者说z轴方向)上移动。按预定设置使玻璃切片的一个采样区域进入显微镜的物镜视野内，并将其移至预定高度或者说预定z轴位置，再由控制器调节图像采集装置自动聚焦后获取当前区域内当前聚焦层面的一幅直接观测图像，并将其存储至计算机可读存储介质中。然后控制器可以按照预定步进距离自动控制三维电动载物台沿垂直方向或者说z轴方向移至当前采样区域的另一预定高度处，再由控制器控制图像采集装置自动聚焦后获取当前聚焦层面的直接观测图像，并储存至计算机可读存储介质中。如图3所示，在单个采样区域中获取多个不同高度处或者说聚焦层面处的多个直接观测图像。具体如何设置多个聚焦层面，与前述划分采样区域类似，可以根据数字化切片的使用场合和采样率要求来确定。例如，在一个实施例中，可以在每个采样区域中采集5-9个等间距间隔开的聚焦层面的直接观测图像。完成一个采样区域的图像采集后，则由控制器在水平方向按预定步进距离移动三维电动载物台的位置，使得该玻璃切片的另一采样区域移进显微镜的物镜视野内。在图2(a)至图2(c)所示的覆盖方式中，可以通过控制器移动三维电动载物台按照“弓”字形移动方式遍历所有的采样区域。于是按照同样方法就可以得到整个玻璃切片的所有采样区域的所有聚焦层面的全部图像信息，并存储到计算机可读存储介质中，从而得到了该玻璃切片的数字化切片。在其它的实施例中，也可以控制三维电动载物台在一个聚焦层面内移动且遍历所有的采样区域，然后再移动至另一聚焦层面来遍历所有的采样区域。

在一个优选实施例中，数字化切片中还可以包括每一幅直接观测图像的标识信息。该标识信息可以包括位置标识信息，如该直接观测图像所属的采样区域的位置信息(如采样区域在玻璃切片的平面上的位置)以及所处的聚焦层面的位置信息(如聚焦层面的高度)。可以将该位置标识信息作为数字化切片的一部分存储到计算机可读存储介质中。在一个实施例中，该位置标识信息可以用三维坐标的形式，例如以x坐标和y坐标来标识采样区域的位置，用z坐标标识聚焦层面的位置，使得任一采样区域的任一聚焦层面都可以用唯一的三维坐标来标识其位置。在其它实施例中，也可以采用其它形式的位置标识信息如数字和/或字母等，只要使任一采样区域的任一聚焦层面均对应唯一的位置标识信息即可。在数字化切片中，可以以数据结构的方式将直接观测图像与其位置标识信息关联起来。这样，计算机可以通过其位置标识信息来读取对应的直接观测图像。

当然，数字化切片中还可以包括其它类型的标识信息，例如显微镜的放大倍数或转换成在直接观测图像上标注的标尺，可以精确得出被检纤维的实际尺寸。在下文中还可以看到，数字化切片的标识信息还可以包括检测后所获得的检测结果信息。

按照本发明所制备的数字化切片不会像实物样品的玻璃切片那样随时间或环境条件而改变，可以作为永久保存的平行实验或复测的原始样本。所以反复检测的结果更具可比性。数字化切片里的每一段纤维由于获取多个聚焦层面的纤维图像从而都能有可测的清晰状态，而且它是脱离显微镜和原样品的玻璃切片存在的，因此特别适用于教学、培训、检测以及纤维图像资料的保存等。

而且，按照本发明制备的数字化切片中所包含的图像信息为通过显微镜获取的直接观测图像，其真实地反映了玻璃切片的直接观测信息，而未经任何拼接或融合以及其它的任何可能改变真实观测信息的图像处理。

纺织纤维数字化切片的检测方法

在获得了数字化切片后，可以随时对其进行检测。检测时需要先将所需检测的数字化切片导入计算机辅助检测***。计算机辅助检测***可以是带有专用检测程序的计算机。可以通过计算机辅助检测***的输入设备如鼠标、键盘或其它类型的输入设备的输入信息来切换/选择当前需要显示的直接观测图像。在一个实施例中，可以通过键盘的四个方向键来实现采样区域的横向和纵向的转换，用鼠标滚轮滚动来实现不同聚焦层面的转换。当数字化切片包含直接观测图像的位置标识信息时，计算机辅助检测***根据其输入设备的输入来确定位置标识信息，并将该位置标识信息对应的直接观测图像在显示器上显示。在一个实施例中，位置标识信息可以为前述的三维坐标(x，y，z)的形式，按一下向上的方向键表示y值增1，x、z值不变，这样操作后，显示器上显示的则是坐标为(x，y+1，z)的直接观测图像。相应地，向下的方向键即表示y值减1，向左/右的方向键分别代表x值减/加1。通过鼠标滚轮的向前滚动实现z值加1，向后滚动实现z值减1。在另一实施例中，也可以通过设置显示某一聚焦层面的所有采样区域的直接观测图像，并且每一采样区域的直接观测图像与该采样区域的所有不同层面的直接观测图像相链接，使得可以通过鼠标点击某一直接观测图像而进入该采样区域，从而可以通过鼠标滚轮来转换显示不同高度的直接观测图像。

当将所需要的直接观测图像在显示器上显示后，检测人员则可按照本领域技术人员所熟知的方式进行检测工作，例如，可以在所显示的直接观测图像上测量并标注被检纤维的种类名称与直径或截面的测量数据，直径测量的标记点信息，以及每种纤维的计数资料等，以获得检测结果信息。这些检测结果信息可以与现有的数字化切片进行合并，生成已检数字化切片。在一个实施方式中，可以以数据结构的方式将直接观测图像(如果有位置标识信息的话还包括该位置标识信息)与其检测结果信息相关联，这样计算机在读取已检数字化切片时，则可以获得相应的检测结果信息。在另一个实施方式中，也可以将检测结果信息以图形的形式并入到直接观测图像中，如图4所示。在图4中，左侧的图片为在制备数字化切片的过程中获取的真实的直接观测图像以及在检测过程中直接添加在图像上的标注信息，右侧的表格给出了对应左图中已标注的各被检纤维的编号以及相应的直径大小、种类。这样，在已检数字化切片中就提供了一个完整的检测档案，不单单有利于审核结果，同时对客户而言有效增加了检测结果的透明度和可信度；对检测机构而言为内部培训和外部交流比对提供了大量可实际操作的样本。

对数字化切片进行检测后，还可以输出检测结果信息。例如，可以通过打印机打印出纸质的分析报表。

前述的用于检测数字化切片的计算机辅助检测***可以通过对现有的***(如CU系列纤维细度分析仪)进行简单的改造而实现。例如修改现有计算机辅助检测***的数据输入接口，从“在线”接收图像采集装置传送的图像转变为“离线”读取存储设备中的数字化切片。而实际的检测过程可以完全依照现有检测***的方式进行。

本发明所制备的数字化切片开创了全新的检测模式：获取图像过程(自动进行，获取结束即意味着数字化切片的生成)与检测过程(人工参与，基于数字化切片，脱离显微镜操作)完全分离。这两个过程不必再集于一人(检测人员)和集于一机(检测设备)。采集与检测可以由不同的人在不同的时间进行；检测过程可以随时中断而不占用设备(显微镜)；平行试验和复核也可在任何时间进行。总之检测过程不用再考虑样品的时效性。同时由于数字化切片的获取与检测过程分离，且获取数字化切片的过程基本可以实现自动化，因此，对获取图像的操作人员要求不高，只需懂得操作仪器即可。于是就可以根据人力和设备资源的现状作出科学合理的分工：把最具专业性的工作(比如纤维种类判别)交给专业检测机构(人员)去做，把程式化的低技术含量的工作(比如纤维切片制样，采集图片)交给***窗口(非专业人员)去做。这样合理分配人力与设备资源可以大大提高效率和效益。

利用数字化切片可以实现“一个检测机构+多个服务窗口”的检测模式：核心检测机构拥有少数的富有专业知识和经验的检测员，他们使用专业测量软件对数字化切片进行检测；同时核心检测机构可以下辖多个异地服务窗口，这些窗口只需购置样品自动采集设备，接收客户的来样后只负责使用设备获取数字化切片并将其通过互联网或速递光盘传回自己的上级核心检测机构即可，因此这里的工作人员原则上并不需要检测专业知识。这有利于核心检测机构便捷且低成本地拓展业务。

此外利用数字化切片还可以实现“一台采集设备+多套检测软件”的检测模式：很多检测单位通常有多名专业检测员，对此可以专门用一台采集设备获取数字化切片，再将各个数字化切片分发给多人检测。有利于提高检测业务的处理量。

用计算机模拟纺织纤维显微镜镜检的方法和装置

采用本发明的纺织纤维数字化切片的制备方法所制备的数字化切片还可以应用于计算机模拟纺织纤维显微镜镜检。如图5所示，本发明的用计算机模拟纺织纤维显微镜镜检的装置可以包括计算机501以及含有数字化切片的计算机可读存储介质105。计算机501可以包括第一输入于设备5011、第二输入于设备5012、显示设备5013以及计算机辅助检测模块5014。

由第一输入于设备5011的输入模拟显微镜载物台在水平方向(用三维坐标表示即x-y平面)上的移动；由第二输入子设备5012的输入模拟显微镜载物台在高度(用三维坐标表示即z轴方向)上的移动；显示设备5013显示由第一输入子设备5011与第二输入子设备5012的输入从数字化切片中选定的直接观测图像。

总体上，这里所谓的“模拟”实际上是通过输入设备(如第一输入子设备5011和第二输入子设备5012)的输入来确定或者说选择一个位置标识信息，然后将数字化切片中具有该位置标识信息的直接观测图像显示在计算机的显示设备5013(例如计算机的显示器)上。这样，当用户操作输入设备时，就像是在移动显微镜的载物台。具体地，可以根据第一输入子设备5011的输入来确定或者说选择数字化切片中直接观测图像所属的采样区域的位置信息，如采样区域在玻璃切片的平面上的位置；可以根据第二输入子设备5012的输入来确定或者说选择数字化切片中直接观测图像所处的聚焦层面的位置信息，如聚焦层面的高度。这样，当用户操作第一输入子设备时，就像是在x-y平面上“移动”显微镜载物台，从而在显示设备上显示不同采样区域的直接观测图像；而当用户操作第二输入于设备时，就像是在z轴方向上“移动”显微镜载物台，从而在显示设备上显示不同聚焦层面的直接观测图像。这样，就达到了“模拟”显微镜镜检的效果。

第一输入子设备可以包括计算机键盘的四个方向键，四个方向键的输入分别用于模拟显微镜载物台在x-y平面上沿横向左右两个方向以及纵向前后两个方向的移动。第二输入子设备可以包括计算机鼠标的滚轮，滚轮的前后滚动用于模拟显微镜载物台沿z轴的上下移动。

在模拟纺织纤维显微镜镜检时，首先将数字化切片导入如图5所示的带有计算机辅助检测模块5014的计算机501。然后按照前述的方式，用计算机的输入设备来模拟显微镜载物台的移动，用以选择当前需要显示的直接观测图像。然后由计算机辅助检测模块5014对显示设备所显示的直接观测图像进行检测。计算机辅助检测模块5014可以与现有的计算机辅助检测***中的检测模块基本相同。

利用该模拟装置和方法，可以在教学及培训中再现整个纺织纤维显微镜镜检过程，例如如何利用显微镜找到一根纤维，如何分辨其所属种类，如何测量其弯曲度，在什么位置测量其直径大小等等。由于纤维镜检的纤维种类检测是以纤维表面的颜色灰度分布和形态变化特征为判断依据的，可以通过计算机模拟再现纤维所在的一个或多个采样区域内的不同层次的直接观测图像，获得判断的依据。

当本发明的数字化切片用于教学或计算机模拟纺织纤维显微镜镜检时，该数字化切片优选具有较高的采样率，例如采样区域采用全覆盖的方式和/或提高每一采样区域中聚焦层面的数量，从而尽可能地满足任意检测过程所需的直接观测图像。

Claims (22)

1.一种纺织纤维数字化切片的制备方法，所述数字化切片含有玻璃切片所装载的纤维样品的图像信息，所述制备方法包括：

图像获取步骤：用显微镜对装载有纤维样品的玻璃切片的多个采样区域进行观测；在每一个采样区域，用图像采集装置获得对应该采样区域的多个聚焦层面的多个直接观测图像；

数字化切片生成步骤：将数字化切片存储到计算机可读存储介质中，所述数字化切片包括所获得的所有直接观测图像。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述数字化切片还包括每个直接观测图像的标识信息。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述标识信息包括位置标识信息，所述位置标识信息包括该直接观测图像所属的采样区域的位置信息以及所处的聚焦层面的位置信息。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述多个采样区域在所述玻璃切片上均匀分布。

5.根据权利要求1-4中任一项的制备方法，其特征在于，所述多个采样区域覆盖了所述玻璃切片的全部或大部分面积。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述多个采样区域具有相同的大小，其大小根据所述显微镜的视野来确定。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述多个采样区域中的相邻采样区域在所述玻璃切片的横向和/或纵向上局部重叠。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述多个采样区域中任意相邻采样区域不重叠。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述显微镜具有三维电动载物台，由控制器自动控制调节移动；所述玻璃切片设置在所述三维电动载物台上。

10.一种纺织纤维数字化切片的检测方法，用于用计算机辅助检测***检测根据权利要求1-9中任一项所述的制备方法所获得的数字化切片，所述检测方法包括：

切片导入步骤，用于将所述数字化切片导入计算机辅助检测***；

显示步骤，用于选择所述数字化切片中的任一直接观测图像显示在所述计算机辅助检测***的显示设备上；

检测步骤，用于根据所显示的直接观测图像进行检测。

11.根据权利要求10所述的检测方法，其特征在于，还包括：

输出步骤，用于输出检测步骤的检测结果信息。

12.根据权利要求10或11所述的检测方法，其特征在于，还包括数字化切片更新步骤，用于将检测结果信息与所述数字化切片进行合并，生成已检的数字化切片。

13.根据权利要求10-12中任一项所述的检测方法，其特征在于，在显示步骤中，通过计算机辅助检测***的输入设备来选择当前需要显示的直接观测图像。

14.根据权利要求13所述的检测方法，其特征在于，当所述数字化切片包括所述直接观测图像的位置标识信息时，根据所述输入设备的输入来确定当前需要显示的直接观测图像的位置标识信息，并将具有该位置标识信息的直接观测图像通过所述显示设备显示。

15.根据权利要求13或14所述的检测方法，其特征在于，所述输入设备包括第一输入子设备和第二输入子设备，根据所述第一输入子设备的输入来确定当前需要显示的直接观测图像的位置标识信息中用于标识该直接观测图像所属的采样区域的位置信息，根据所述第二输入子设备的输入来确定当前需要显示的直接观测图像的位置标识信息中用于标识该直接观测图像所处的聚焦层面的位置信息。

16.根据权利要求15所述的检测方法，其特征在于，所述第一输入子设备包括计算机键盘的四个方向键。

17.根据权利要求16所述的检测方法，其特征在于，所述四个方向键的左右方向键用于确定当前需要显示的直接观测图像所属的采样区域在所述玻璃切片的平面上的横向位置；所述四个方向键的上下方向键用于确定当前需要显示的直接观测图像所属的采样区域在所述玻璃切片的平面上的纵向位置。

18.根据权利要求15-17中任一项所述的检测方法，其特征在于，所述第二输入子设备包括计算机鼠标的滚轮，所述滚轮的前后滚动用于确定当前需要显示的直接观测图像所处的聚焦层面的高度。

19.一种用计算机模拟纺织纤维显微镜镜检的方法，包括：

根据权利要求1-9中任一项所述的制备方法来制备数字化切片；

将所述数字化切片导入计算机；

用计算机的输入设备的输入信息来模拟显微镜载物台的移动，以选择当前需要显示的直接观测图像；

将所选择的直接观测图像显示在所述计算机的显示设备上；

对所显示的直接观测图像进行检测。

20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述数字化切片包括所述直接观测图像的位置标识信息，所述位置标识信息包括该直接观测图像所属的采样区域的位置信息以及所处的聚焦层面的位置信息；

所述输入设备包括第一输入子设备和第二输入子设备，根据所述第一输入子设备的输入来确定当前需要显示的直接观测图像的位置标识信息中用于标识该直接观测图像所属的采样区域的位置信息，以模拟显微镜载物台在x-y平面上的移动；根据所述第二输入子设备的输入来确定当前需要显示的直接观测图像的位置标识信息中用于标识该直接观测图像所处的聚焦层面的位置信息，以模拟显微镜载物台在z轴上的移动。

21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述第一输入子设备包括计算机键盘的四个方向键，所述四个方向键的输入分别用于模拟显微镜载物台在x-y平面上沿横向左右两个方向以及纵向前后两个方向的移动。

22.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述第二输入子设备包括计算机鼠标的滚轮，所述滚轮的前后滚动用于模拟显微镜载物台沿z轴的上下移动。

Images