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)對采集到的壓差-透氣量數(shù)據(jù)進行預(yù)處理；(3)選擇徑向基RBF核函數(shù)，采用遺傳算法對不同噴嘴的SVM透氣量模型的懲罰參數(shù)C、核參數(shù)g進行優(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應(yīng)壓差-透氣量的SVM預(yù)測模型；(5)利用(4)步的模型，對實時采集到的噴嘴兩端的壓差參數(shù)進行透氣量分析，分析數(shù)據(jù)進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模型進行織物透氣量分析計算的方法，解決現(xiàn)有壓差數(shù)據(jù)計算織物透氣量精度不夠，模型不準確的缺陷。
【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)明屬于紡織品自動檢測領(lǐng)域，特別是涉及對織物透氣量利用SVM原理和方法進行透氣量分析的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]織物透氣性是指當織物兩側(cè)存在壓差時，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表示。透氣量是指織物兩面在規(guī)定的壓差下，單位時間內(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重要指標參數(shù)。進行織物透氣性檢測的儀器為織物透氣量儀，如圖1是一種透氣量儀的結(jié)構(gòu)圖，將待測織物I夾持在上腔室2頂端，夾樣時采用足夠的張力使試樣平整而又不變形，同時為防止漏氣在待測樣品的低壓一側(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，啟動吸風機7，使空氣通過待測樣品，逐漸調(diào)節(jié)吸風機流量，使壓力降逐漸接近規(guī)定值，噴嘴兩端的傳感器5的測量壓差，根據(jù)測量到壓差計算透氣量。
[0003]測量得到壓差進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)建準確的透氣量計算模型是透氣量測量中的關(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)，而支持向量機的優(yōu)點是能夠處理小樣本、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支持向量機方法通過一個非線性映射P，把樣本空間映射到一個高維乃至無窮維的特征空間中(Hilbert空間)，使得在原來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，一般情況下這會增加計算的復(fù)雜性，甚至會引起“維數(shù)災(zāi)難”，因而人們很少問津。但是作為分類、回歸等問題來說，很可能在低維樣本空間無法線性處理的樣本集，在高維特征空間中卻可以通過一個線性超平面實現(xiàn)線性劃分(或回歸)。一般的升維都會帶來計算的復(fù)雜化，SVM方法巧妙地解決了這個難題: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式；由于是在高維特征空間中建立線性學習機，所以與線性模型相比，不但幾乎不增加計算的復(fù)雜性，而且在某種程度上避免了 “維數(shù)災(zāi)難”。這一切要歸功于核函數(shù)的展開和計算理論。
[0005]本發(fā)明申請的技術(shù)方案為了解決現(xiàn)有壓差數(shù)據(jù)計算織物透氣量精度不夠，模型不準確的缺陷，創(chuàng)新性的提出了基于SVM模型進行織物透氣量分析計算的方法。

【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)測精度。
[0007]實現(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)對采集到的壓差-透氣量數(shù)據(jù)進行預(yù)處理；(3)選擇徑向基RBF核函數(shù)，采用遺傳算法對不同噴嘴的SVM透氣量模型的懲罰參數(shù)C、核參數(shù)g進行優(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應(yīng)壓差-透氣量的SVM預(yù)測模型；(5)利用(4)步的模型，對實時采集到的噴嘴兩端的壓差參數(shù)進行透氣量分析，分析數(shù)據(jù)進行反歸一化處理獲得織物的透氣量。
[0008]上述步驟(2)中進行數(shù)據(jù)預(yù)處理包括對壓差-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)對采集到的壓差-透氣量數(shù)據(jù)進行預(yù)處理； (3)選擇徑向基RBF核函數(shù)，采用遺傳算法對不同噴嘴的SVM透氣量模型的懲罰參數(shù)C、核參數(shù)g進行優(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應(yīng)壓差-透氣量的SVM預(yù)測模型； (5)利用(4)步的模型，對實時采集到的噴嘴兩端的壓差參數(shù)進行透氣量分析，分析數(shù)據(jù)進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)中進行數(shù)據(jù)預(yù)處理包括對壓差-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)進行訓練，根據(jù)訓練的均方誤差MSE值來調(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 表達式為
【文檔編號】G01N7/10GK103900927SQ201410121360
【公開日】2014年7月2日 申請日期: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 申請人:浙江大學寧波理工學院