本發(fā)明屬于紡織工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種紡織面料摩擦聲波辨別器的構(gòu)建方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的面料檢測與分類的方法包括手感目測法、燃燒法、化學(xué)試劑法和光譜分析法等。手感目測法主觀性較強容易出錯，燃燒法和化學(xué)試劑法屬于有損檢測且操作復(fù)雜，光譜分析法則費用高昂。紡織面料由于材質(zhì)不同造成摩擦聲波信號特征不同，通過摩擦聲波進行面料的分類可作為對現(xiàn)有方法的補充。通過摩擦聲波進行面料分類的前提和關(guān)鍵，是摩擦聲波辨別器的構(gòu)建。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

作為對現(xiàn)有面料檢測與分類方法的補充，本發(fā)明提供一種面料摩擦聲波辨別器的構(gòu)建方法，該方法可在少量樣本條件下快速、有效地組建辨別器隊列，從而為通過摩擦聲波進行紡織面料的分類提供支撐。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：對摩擦聲波信號提取特征空間，特征空間中每個點對應(yīng)一個辨別器，按照“正樣本全通過、負樣本誤判最小”的原則確定每個辨別器的門限值；對每個負樣本賦予相同的初始權(quán)值，每次拾取一個負樣本辨別能力最強的辨別器加入隊列，并且使那些被誤判的負樣本權(quán)值加倍，以此控制那些能夠辨別上一次誤判樣本的辨別器更有可能被拾取，從而組建一個高效的、漸進式的辨別器隊列。

本發(fā)明的主要技術(shù)內(nèi)容包括：

(1)計算特征空間

設(shè)摩擦聲波信號為v，v(s,p)代表該信號中以p為位移、以s為尺度的片段，h(s)為haar小波在尺度s上的實例，則該信號的haar特征空間f定義為：

f(s,p)＝v(s,p)×h(s)

(s,p)可視為特征空間的點坐標(biāo)，三維空間f(s,p)涵蓋了信號在所有特征點(尺度和位移)上的haar特征。

(2)構(gòu)建辨別器

針對每個特征點(s,p)，構(gòu)建一個辨別器d(s,p)。設(shè)ts,p為辨別器d(s,p)的門限值，當(dāng)樣本在該點的特征值落入ts,p的某一邊(左邊或右邊)，該樣本被認作正樣本。因此，實現(xiàn)辨別器的關(guān)鍵是確定其門限值。按照“正樣本全通過、負樣本誤判最少”的原則確定門限值，具體實施如下：計算所有樣本在該點的特征值，確定正樣本在該點特征值的范圍[a,b]，計算ts,p＝a時負樣本的誤判率ea和ts,p＝b時負樣本的誤判率eb，

若ea<eb：

否則：

其中正樣本以1表示，負樣本以0表示。

(3)組建辨別器隊列

按下列步驟組建辨別器隊列：

a)為每個負樣本賦初始權(quán)值1.0；

b)為每個辨別器計分，分值為其正確辨別的各個負樣本的權(quán)值加和；

c)拾取得分最高的辨別器(設(shè)為dm)推入隊列；

d)對dm誤判的負樣本，將其權(quán)值加倍，然后跳轉(zhuǎn)到步驟b)

本發(fā)明的最大優(yōu)點是不需要大量樣本用于辨別器的訓(xùn)練，而是通過對負樣本權(quán)值的不斷調(diào)整，影響拾取過程的傾向性，形成漸進式辨別器隊列。負樣本通過單個辨別器的概率非常大，但通過整個辨別器隊列的概率極小，從而可用于對摩擦聲波信號進行分類。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。

圖1是四種典型的面料摩擦聲波信號；

圖2是圖1中所示摩擦聲波信號的特征空間；

圖3是辨別器構(gòu)建的一個實施例；

圖4是辨別器隊列組建的流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明做進一步說明。

在圖1中，給出了面料摩擦聲波信號的典型例子，面料成分依次是羊毛、棉、絲、滌綸。對每種面料摩擦聲波采集8個樣本，共4組32個樣本。若要構(gòu)建羊毛面料的摩擦聲波辨別器，則以羊毛面料摩擦聲波信號為正樣本，其余為負樣本，即8個正樣本和24個負樣本。采樣率為8khz，則每個樣本包含8000個數(shù)據(jù)。

在圖2中，給出了計算得到的每個樣本的特征空間。該系列樣本的特征空間包含8000×8000＝64,000,000個特征點，針對每個特征點構(gòu)建辨別器。以辨別器d(1,1)為例，各個樣本在特征點(1,1)處的值如圖3。

圖3表明，在特征點(1,1)處正樣本(羊毛面料)的取值范圍為[0.08,0.46]，根據(jù)“正樣本全通過”原則，辨別器d(1,1)的門限值可選0.08或0.46。若門限值取0.08則有20個負樣本被誤判，取0.46則有15個負樣本被誤判，根據(jù)“負樣本誤判最少”原則，辨別器d(1,1)門限值應(yīng)取0.46，即：

圖4闡述辨別器隊列的組建過程。24個負樣本初始權(quán)值設(shè)為1，以正確辨別的各個負樣本的權(quán)值加和為每個辨別器計分，拾取得分最高的辨別器dm，將其加入隊列；對dm誤判的樣本，權(quán)值加倍；重復(fù)進行辨別器計分、拾取和權(quán)值調(diào)整，直到辨別器全部進入隊列。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種紡織面料摩擦聲波辨別器的構(gòu)建方法。本發(fā)明對聲波信號計算Haar特征空間，在特征空間中的每個特征點上構(gòu)建辨別器，根據(jù)“正樣本全通過、負樣本誤判最少”的原則確定辨別器門限值；對每個辨別器計分，拾取得分最高者構(gòu)建辨別器隊列，通過不斷調(diào)整被誤判負樣本的權(quán)值，使得拾取過程具有傾向性，從而組建高效的漸進式辨別器隊列。本發(fā)明提供的方法，可用于根據(jù)摩擦聲波進行紡織面料分類，作為對當(dāng)前紡織面料分類方式的補充。

技術(shù)研發(fā)人員：陶晨;周赳
受保護的技術(shù)使用者：浙江理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.02
技術(shù)公布日：2017.10.20