基于svm的織物透氣量分析方法
【專利摘要】本發(fā)明公開基于SVM的織物透氣量分析方法，它包括以下步驟：以下步驟：(1)測(cè)量不同噴嘴在不同壓差的透氣量，建立不同噴嘴的壓差-透氣量數(shù)據(jù)集合；(2)對(duì)采集到的壓差-透氣量數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；(3)選擇徑向基RBF核函數(shù)，采用遺傳算法對(duì)不同噴嘴的SVM透氣量模型的懲罰參數(shù)C、核參數(shù)g進(jìn)行優(yōu)化選擇；(4)根據(jù)第(3)步得到的優(yōu)化參數(shù)和第(2)步得到的數(shù)據(jù)建立不同噴嘴情況下對(duì)應(yīng)壓差-透氣量的SVM預(yù)測(cè)模型；(5)利用(4)步的模型，對(duì)實(shí)時(shí)采集到的噴嘴兩端的壓差參數(shù)進(jìn)行透氣量分析，分析數(shù)據(jù)進(jìn)行反歸一化處理獲得織物的透氣量。本發(fā)明的技術(shù)方案創(chuàng)新性的提出了基于SVM模型進(jìn)行織物透氣量分析計(jì)算的方法，解決現(xiàn)有壓差數(shù)據(jù)計(jì)算織物透氣量精度不夠，模型不準(zhǔn)確的缺陷。
【專利說明】基于SVM的織物透氣量分析方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于紡織品自動(dòng)檢測(cè)領(lǐng)域，特別是涉及對(duì)織物透氣量利用SVM原理和方法進(jìn)行透氣量分析的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]織物透氣性是指當(dāng)織物兩側(cè)存在壓差時(shí)，空氣從織物的氣孔透過的性能，織物的透氣性能通常采用透氣量來(lái)表示。透氣量是指織物兩面在規(guī)定的壓差下，單位時(shí)間內(nèi)通過織物單位面積的空氣體積?？諝馔高^織物有兩條途徑:(I)是織物紗線間的空隙；(2)是紗線內(nèi)纖維間的縫隙，一般以紗線間的空隙為主要途徑。透氣性的大小直接關(guān)系到織物舒適性的好壞。因此，透氣量的大小是衡量織物性能的一個(gè)重要指標(biāo)參數(shù)。進(jìn)行織物透氣性檢測(cè)的儀器為織物透氣量?jī)x，如圖1是一種透氣量?jī)x的結(jié)構(gòu)圖，將待測(cè)織物I夾持在上腔室2頂端，夾樣時(shí)采用足夠的張力使試樣平整而又不變形，同時(shí)為防止漏氣在待測(cè)樣品的低壓一側(cè)應(yīng)墊上密封墊圈3，在上腔室和下腔室6之間插入噴嘴4，啟動(dòng)吸風(fēng)機(jī)7，使空氣通過待測(cè)樣品，逐漸調(diào)節(jié)吸風(fēng)機(jī)流量，使壓力降逐漸接近規(guī)定值，噴嘴兩端的傳感器5的測(cè)量壓差，根據(jù)測(cè)量到壓差計(jì)算透氣量。
[0003]測(cè)量得到壓差進(jìn)行建模確定透氣量的一般模型是冪函數(shù)模型，該方法雖然在一定程度上能反映兩者之間的關(guān)系，但是擬合精度不高。如何根據(jù)壓差數(shù)據(jù)，構(gòu)建準(zhǔn)確的透氣量計(jì)算模型是透氣量測(cè)量中的關(guān)鍵。
[0004]由于不同噴嘴下的壓差-透氣量數(shù)據(jù)都是小樣本(低維)數(shù)據(jù)，而支持向量機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是能夠處理小樣本、非線性、高維數(shù)的問題，能夠克服如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中局部極小值的問題。SVM支持向量機(jī)方法通過一個(gè)非線性映射P，把樣本空間映射到一個(gè)高維乃至無(wú)窮維的特征空間中(Hilbert空間)，使得在原來(lái)的樣本空間中非線性可分的問題轉(zhuǎn)化為在特征空間中的線性可分的問題。簡(jiǎn)單地說，就是升維和線性化。升維，就是把樣本向高維空間做映射，一般情況下這會(huì)增加計(jì)算的復(fù)雜性，甚至?xí)稹熬S數(shù)災(zāi)難”，因而人們很少問津。但是作為分類、回歸等問題來(lái)說，很可能在低維樣本空間無(wú)法線性處理的樣本集，在高維特征空間中卻可以通過一個(gè)線性超平面實(shí)現(xiàn)線性劃分(或回歸)。一般的升維都會(huì)帶來(lái)計(jì)算的復(fù)雜化，SVM方法巧妙地解決了這個(gè)難題:應(yīng)用核函數(shù)的展開定理，就不需要知道非線性映射的顯式表達(dá)式；由于是在高維特征空間中建立線性學(xué)習(xí)機(jī)，所以與線性模型相比，不但幾乎不增加計(jì)算的復(fù)雜性，而且在某種程度上避免了 “維數(shù)災(zāi)難”。這一切要?dú)w功于核函數(shù)的展開和計(jì)算理論。
[0005]本發(fā)明申請(qǐng)的技術(shù)方案為了解決現(xiàn)有壓差數(shù)據(jù)計(jì)算織物透氣量精度不夠，模型不準(zhǔn)確的缺陷，創(chuàng)新性的提出了基于SVM模型進(jìn)行織物透氣量分析計(jì)算的方法。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明的主要目的就是為了解決現(xiàn)有織物透氣量測(cè)量分析過程中，通過冪函數(shù)建模分析透氣量與噴嘴間壓差數(shù)據(jù)精度不高的缺陷，提出基于SVM的織物透氣量的建模以提高擬合精度和預(yù)測(cè)精度。
[0007]實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的的技術(shù)方案為:基于SVM的織物透氣量分析方法，該方法包括以下步驟:(1)測(cè)量不同噴嘴在不同壓差的透氣量，建立不同噴嘴的壓差-透氣量數(shù)據(jù)集合；(2)對(duì)采集到的壓差-透氣量數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；(3)選擇徑向基RBF核函數(shù)，采用遺傳算法對(duì)不同噴嘴的SVM透氣量模型的懲罰參數(shù)C、核參數(shù)g進(jìn)行優(yōu)化選擇；(4)根據(jù)第(3)步得到的優(yōu)化參數(shù)和第(2)步得到的數(shù)據(jù)建立不同噴嘴情況下對(duì)應(yīng)壓差-透氣量的SVM預(yù)測(cè)模型；(5)利用(4)步的模型，對(duì)實(shí)時(shí)采集到的噴嘴兩端的壓差參數(shù)進(jìn)行透氣量分析，分析數(shù)據(jù)進(jìn)行反歸一化處理獲得織物的透氣量。
[0008]上述步驟(2)中進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理包括對(duì)壓差-透氣量的奇異數(shù)據(jù)剔除，及壓差-透氣量數(shù)據(jù)歸一化。數(shù)據(jù)歸一化的表達(dá)式為
【權(quán)利要求】
1.基于SVM的織物透氣量分析方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: (1)測(cè)量不同噴嘴在不同壓差的透氣量，建立不同噴嘴的壓差-透氣量數(shù)據(jù)集合； (2)對(duì)采集到的壓差-透氣量數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理； (3)選擇徑向基RBF核函數(shù)，采用遺傳算法對(duì)不同噴嘴的SVM透氣量模型的懲罰參數(shù)C、核參數(shù)g進(jìn)行優(yōu)化選擇； (4)根據(jù)第(3)步得到的優(yōu)化參數(shù)和第(2)步得到的數(shù)據(jù)建立不同噴嘴情況下對(duì)應(yīng)壓差-透氣量的SVM預(yù)測(cè)模型； (5)利用(4)步的模型，對(duì)實(shí)時(shí)采集到的噴嘴兩端的壓差參數(shù)進(jìn)行透氣量分析，分析數(shù)據(jù)進(jìn)行反歸一化處理獲得織物的透氣量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于SVM的織物透氣量分析方法，其特征在于，步驟(2)中進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理包括對(duì)壓差-透氣量的奇異數(shù)據(jù)剔除，及壓差-透氣量數(shù)據(jù)歸一化。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于SVM的織物透氣量分析方法，其特征在于，步驟(3)具體是首先建立初始SVM回歸預(yù)測(cè)模型，其懲罰參數(shù)CO、核參數(shù)gO ;再利用(2)步的數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，根據(jù)訓(xùn)練的均方誤差MSE值來(lái)調(diào)整懲罰參數(shù)C和核參數(shù)g，使其為最優(yōu)值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于SVM的織物透氣量分析方法，其特征在于，步驟(3)中所 用徑向基RBF核函數(shù)是高斯函數(shù)
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于SVM的織物透氣量分析方法，其特征在于，數(shù)據(jù)歸一化的 表達(dá)式為
【文檔編號(hào)】G01N7/10GK103900927SQ201410121360
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年5月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月5日
【發(fā)明者】吳飛青, 俞恩軍, 張科峰 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)寧波理工學(xué)院
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