Determination of Deformation Behavior of Woven Fabrics Under Stress Using Image Processing Method

Abstract

In this study, a circular Hough transform based image processing method has been developed to measure the dimensional changes of woven fabrics due to tensile force. For this purpose, needles were placed on woven fabrics with different structural parameters and the fabrics were pulled in warp direction. In the meantime, fabric images taken at intervals of 5 seconds for 30 seconds were recorded on the computer. The distances between the needles on the fabric images were measured both by hand drawing method and by image processing method developed using the circular Hough transform technique. When the results obtained from the two measurement methods were examined, it was seen that the deviation between the results was less than 1%. The average percentage deviation calculated by considering all measurements is only 0.26%. The correlation coefficient used to determine the strength of the relationship between the results obtained by the two measurement methods was calculated as 0.99. The developed image processing based measurement method can measure the dimensional changes of woven fabrics under stress easily, quickly and accurately.

Keywords

• Image processing
• Hough transform
• woven fabric
• auxetic

DOKUMA KUMAŞLARIN GERİLME ALTINDA ŞEKİL DEĞİŞTİRME DAVRANIŞLARININ GÖRÜNTÜ İŞLEME YÖNTEMİYLE TESPİTİ

Abstract

Bu çalışmada çekme kuvveti sebebiyle dokuma kumaşlarda gerçekleşen boyut değişikliklerinin ölçülmesi amacıyla dairesel Hough dönüşümü tabanlı bir görüntü işleme yöntemi geliştirilmiştir. Bunun için farklı yapısal parametrelere sahip dokuma kumaşlar üzerine iğneler yerleştirilerek, kumaşlar çözgü doğrultusunda çekme işlemine tabi tutulmuştur. Bu esnada 30 saniye süresince 5’er saniye aralıklarla alınan kumaş görüntüleri bilgisayara kaydedilmiştir. Kumaş görüntüleri üzerindeki iğneler arası mesafeler hem el ile çizim yöntemiyle hem de dairesel Hough dönüşümü tekniği kullanılarak geliştirilen görüntü işleme yöntemiyle ölçülmüştür. İki ölçüm yöntemi ile elde edilen sonuçlar incelendiğinde sonuçlar arasındaki sapmanın %1’den düşük olduğu görülmüştür. Tüm ölçümler hesaba katılarak hesaplanan ortalama yüzde sapma değeri ise yalnızca %0,26’dır. İki ölçüm yöntemi ile elde edilen sonuçlar arasındaki korelasyon katsayısı değeri 0,99 hesaplanmıştır. Geliştirilen görüntü işleme temelli ölçüm yöntemi, dokuma kumaşların gerilme altındaki boyut değişikliklerini kolay, hızlı ve doğru olarak ölçebilmektedir.

Keywords

• Görüntü işleme
• Hough dönüşümü
• dokuma kumaş
• auxetic

References

1. Behera, B. K., ve Hari, P. K. (2010) Woven Textile Structure: Theory and Applications, Woodhead Publishing Limited, Cambridge. doi:10.1533/9781845697815
2. Carneiro, V. H., Meireles, J., ve Puga, H. (2013) Auxetic materials — A review, Materials Science-Poland, 31(4), 561–571. doi:10.2478/s13536-013-0140-6
3. Choi, J. B., ve Lakes, R. S. (1991) Design of a fastener based on negative Poisson’s ratio foam, Cellular Polymers, 10(3), 205–212.
4. Evans, K. E., ve Alderson, K. L. (2000) Auxetic materials: the positive side of being negative, Engineering Science and Education Journal, 9(4), 148–154. doi:10.1049/esej:20000402
5. Evans, K. E., Nkansah, M. A., Hutchinson, I. J., ve Rogers, S. C. (1991) Molecular network design, Nature, 353(6340), 124–124. doi:10.1038/353124a0
6. Hu, J., ve Xin, B. (2008) Structure and Mechanics of Woven Fabrics, Woodhead Publications Limited, Cambridge. doi:10.1533/9781845695231.48
7. Jain, N., ve Jain, N. (2012) Coin recognition using circular Hough transform, International Journal of Electronics Communication and Computer Technology, 2(3), 101–104.
8. Liu, H., Qian, Y., ve Lin, S. (2010) Detecting persons using hough circle transform in surveillance video, Proceedings of the International Conference on Computer Vision Theory and Applications 2010 (Vol. 2, pp. 267–270). doi:10.5220/0002856002670270

9. MathWorks. (2019) Circular Hough Transform, Erişim Tarihi: 12.10.2019, www.mathworks.com/help/images/ref/imfindcircles.html
10. Ng, W. S., ve Hu, H. (2018) Woven fabrics made of auxetic plied yarns, Polymers, 10(2), 226. doi:10.3390/polym10020226
11. Rant, D., Rijavec, T., ve Pavko-Čuden, A. (2013) Auxetic textiles, Acta Chimica Slovenica, 60(4), 715–723.
12. Saville, B. P. (1999) Physical Testing of Textiles, Cambridge: Woodhead Publishing Limited.
13. Shahabi, N. E., Mousazadegan, F., Varkiyani, S. M. H., ve Saharkhiz, S. (2014) Crimp analysis of worsted fabrics in the terms of fabric extension behaviour, Fibers and Polymers, 15(6), 1211–1220. doi:10.1007/s12221-014-1211-y
14. Shahabi, N. E., Saharkhiz, S., ve Varkiyani, S. M. H. (2013) Effect of fabric structure and weft density on the poisson’s ratio of worsted fabric, Journal of Engineered Fibers and Fabrics, 8(2), 63–71. doi:10.1177/155892501300800208
15. Shapiro, L., ve Stockman, G. (2001) Computer Vision. New Jersey: Prentice Hall.
16. Sun, H., Pan, N., ve Postle, R. (2005) On the Poisson’s ratios of a woven fabric, Composite Structures, 68(4), 505–510. doi:10.1016/j.compstruct.2004.05.017
17. Supriyanti, R., Setiawan, B., Widodo, H. B., ve Murdyantoro, E. (2012) Detecting pupil and ıris under uncontrolled ıllumination using fixed-hough circle transform, International Journal of Signal Processing, Image Processing and Pattern Recognition, 5(4), 175–188.
18. Suvari, F. (2021) Image processing based drape measurement of fabrics using circular Hough transformation, The Journal of The Textile Institute, 112(5), 846–854. doi:10.1080/00405000.2020.1782553
19. Süvari, F., ve Meric, B. (2008) Görüntü analizi yaklaşımı ile dikiş büzülmesi ölçümü, Uludağ University Journal of The Faculty of Engineering, 13(2), 35–44. doi:10.17482/uujfe.89674
20. Tong, Y., Wang, H., Pi, D., ve Zhang, Q. (2006) Fast algorithm of Hough transform-based approaches for fingerprint matching, 6th World Congress on Intelligent Control and Automation (Vol. 2, pp. 10425–10429). IEEE. doi:10.1109/WCICA.2006.1714046
21. Uzun, M. (2010) Negatif poi̇sson oranına sahi̇p (Auxetic) malzemeler ve uygulama alanları, Tekstil ve Mühendis, 17(77), 13–18.
22. Xu, B. (1997) Instrumental evaluation of fabric pilling, The Journal of The Textile Institute, 88(4), 488–500. doi:10.1080/00405000.1997.11090899