不同于传统纺织品以纱线的排列组合形成的织物,非织造材料是由纤维原料直接构成的纤维集合体。纤维作为构成非织造材料最基本的原料,其性能对非织造材料的性能有直接影响。其中,纤维取向是非织造材料的重要结构指标,反映非织造材料力学性能的各向异性,可部分决定非织造材料的性能、生产工艺以及应用领域。因此,准确获取纤维的取向信息具有极其重要的意义。目前,测量非织造布纤维取向的方法主要有直接和间接两大类。直接方法包括原点张力法、显微镜或投影仪直接观察计算法等,间接方主要有力学性能各向异性法、微波法、激光散射法等。这些方法虽然可靠,但费时费力且无法从结构上分析纤维的取向度。近年来,随着计算机图像处理技术在纺织工业应用中的发展,许多学者提出了采用图像处理技术来识别并确定纤维取向度的方法。目前该技术只能用于获取很薄、很稀疏材料的清晰图像(通常小于10g/m2),对于厚度超过显微镜景深的目标物体,由于纤维之间纠缠重叠,光学显微镜光线透过后发生散射,导致成像时多焦面现象严重,无法获得清晰的显微图像。目前常借助于扫描式电子显微镜和计算机断层扫描技术获取材料的清晰图像,但是这些设备价格昂贵、扫描图像速度较慢,同时操作技术要求高。这些局限性和不足之处制约了图像处理技术在非织造材料纤维取向分析中的广泛应用。基于上述问题,本文提出以下解决思路：针对现有方法中存在的目标图像不清晰、特征信息丢失严重等问题,本文通过使用全自动光学显微镜拍摄同视野条件下的一系列多焦面图像,利用图像融合技术实现了多层多焦面图像的实时融合,获取了非织造材料的清晰图像。融合图像经若干步处理后,纤维边缘呈现不连续性,易导致纤维段取向错误计算,本文提出了边界曲线积分算法计算一定长度纤维段双边缘线取向角,进而获得0-180度全角度范围内纤维取向分布。本文就利用边界曲线积分算法获取融合图像中纤维段取向信息的有效性问题,采用了扫描电镜人工取向法和以15度为间隔的短隔距力学拉伸试验对其进行了验证。试验表明,本文提出的方法快速、准确。同时,根据不同材料在受外力作用时,纤维取向对其力学性能影响程度的差异,本文将非织造材料取向分为纯粹纤维取向和加固成片状材料后的纤维取向两大类。本文利用多层多焦而图像融合技术获取超景深条件下较厚密(而密度40g/m2左右、厚度0.3mm左右)非织造材料的清晰聚焦图像,采用边界曲线积分算法计算纤维段取向角并实现了非织造材料的全角度纤维取向分布测试。可以预见,该方法将有望取代现有的非织造材料纤维取向测试方法