一種基于圖像分割的彩色提花組織結構自適應均衡方法技術

本發明專利技術是一種基于圖像分割的彩色提花組織結構自適應均衡方法，該方法是先對織物圖像進行分割分色，再根據分色之后的圖案從組織庫查找適合的組織，根據組織點交織平衡的原則，進行添加組織，最后生成能夠滿足生產織造的紋版文件。本發明專利技術能防止彩色提花在織造過程中發生斷線的情況，并且能夠自動化生成使織物組織達到整體均衡效果的組織，實現自動高效的設計。

Color jacquard fabric structure adaptive equalization method based on image segmentation

The present invention relates to a method of adaptive balanced color jacquard organizational structure based on image segmentation, this method is the first of the fabric image segmentation based on color, color after the pattern from the organization for library organization, according to the organization of interweaving balance principle, add, the last generation can meet the production of jacquard weaving file. The invention can prevent the disconnection of the color jacquard during weaving process, and can automatically generate an organization which can make the fabric tissue achieve the overall balanced effect, and realize the automatic and efficient design.

【技術實現步驟摘要】
一種基于圖像分割的彩色提花組織結構自適應均衡方法
本專利技術涉及紡織行業提花CAD系統
，具體涉及一種基于圖像分割的彩色提花組織結構自適應均衡方法。
技術介紹
為了提高紡織行業生產的自動化水平，彩色提花CAD系統正是計算機輔助設計技術發展的必然結果。彩色提花CAD系統主要解決兩個關鍵問題，即提花織物的輔助設計和提花織物的輔助生產。織物的輔助設計是指應用計算機技術輔助完成織物設計的過程，包括輔助品種設計和輔助紋制設計。國外對彩色提花織物數碼化設計及提花織物CAD技術的研究比較早，對彩色提花織物組織結構、色彩配置、織物數碼設計的顏色模型等工作做了大量的探索和研究，具有代表性紡織CAD產品有瑞士的MuCAD系統，荷蘭NedGraphics系統。相對于國外，國內對數碼提花織物的研究相對落后，且研究主要集中在數碼提花織物的織物組織設計和織物色彩模型上，具有代表性的有浙大經緯計算機系統工程有限公司開發的JCAD。彩色提花CAD主要包含輸入部分，主處理部分，輸出部分，而主處理部分又包含圖像編輯處理、工藝編輯等功能，這也是彩色提花CAD系統的核心。織物組織設計在彩色提花CAD系統中又是至關重要的一部分。組織是由經緯相互交織形成的規律，平直的經緯線相互浮沉交織，必然會產生經緯線的收縮，如果每一根經線或緯線交織前后的縮率都相同，可稱為經緯交織均衡，如果只有經線在交織后縮率相同，則稱為經交織均衡；如果只有緯線在交織后縮率相同，則稱為緯交織均衡。在傳統的組織設計環節中，經緯交織平衡可以通過在手工意匠組織繪畫環節中隨時進行調整，但在數碼設計技術條件下，手工繪畫環節被計算機輔助設計所替代，經緯交織平衡的控制需要在組織設計環節中加以統籌解決，由于數碼化高效率生產的需要，如果在織物結構設計環節中經緯交織平衡無法滿足，將導致設計的織物不能正常生產，會導致大量斷線情況，這也是目前計算機輔助組織設計面臨的主要問題。
技術實現思路
本專利技術的目的是為了防止彩色提花在織造過程中發生斷線的情況，并且能夠自動化生成使織物組織達到整體均衡效果的組織，提供了一種基于圖像分割的彩色提花系統中組織結構自適應均衡的方法。為實現上述技術目的，達到上述技術效果，本專利技術通過以下技術方案實現：一種基于圖像分割的彩色提花組織結構自適應均衡方法，該方法包括以下步驟：步驟1)實物掃描彩色圖像，由掃描儀對實體織物進行掃描并輸入計算機系統；步驟2)圖像分割，把含有多個特征的上述掃描圖像分割成若干互不重疊的區域；步驟3)區域合并，提取各標記區域內像素點，將同一標記內的像素點R、G、B分量的平均值作為標記區域的索引顏色，比較各區域的索引顏色，將色差小于容許值的歸為同一類，最后得到織物圖像分割后的索引圖像。步驟4)設置織物組織庫，根據不同組織循環的簡單組織構建各自基于三原組織的全息數碼組織庫，根據變化三原組織的交織次數、飛數S和組織點的起始位置確定每一個三原組織的系列組織；步驟5)織物圖像文件分塊劃分，設彩色提花圖像的寬度和高度分別為寬度W和高度H，分塊的寬和高分別為組織單元的大小w和h，則對織物圖像以橫向寬度為w劃分成m塊，縱向高度為h劃分為n塊，若橫向剩余不足w或縱向剩余不足h，單獨作為一塊劃分，m和n計算公式如下：步驟6)織物均衡，計算整個織物圖像經向或緯向的組織點交織變化次數，比較經緯像組織點交織次數是否一致，如果不一致，則從織物組織庫中重新查找，直至經緯方向均衡為止；步驟7)生成意匠圖。進一步的，所述步驟2)中包括有圖像預處理，所述圖像預處理包括以下步驟：步驟2.1)混合中值濾波，混合中值濾波由中值濾波與線性濾波結合形成，采用基于極值的混合中值濾波，定義Φ1(i0，j0)，Φ2(i0，j0)，...ΦN(i0，j0)為圖像{xij，(i，j)∈M2}中點的鄰域均值濾波輸出，則yi＝Med(Φ1(i)，Φ2(i)，...ΦN(i))為其鄰域均值濾波的中值；步驟2.2)平滑濾波，高斯濾波算法根據高斯函數確定不同空間位置像素點的累加權值，對圖像的每個像素點進行線性濾波，用下式表示：式中，f為原圖像像素點的顏色分量值；g為濾波圖像像素點的顏色分量值；x，y為像素點橫，縱坐標；x，y∈[-w/2，w/2]；w為領域窗口大小；G(x，y)為鄰域內各像素點的權值計算函數；δ為高斯分布參數。進一步的，所述步驟2.2)中，采用雙邊濾波，對高斯濾波的權值進行修改，使得高斯濾波算法在平滑區域內部像素顏色值的同時，保留不同顏色紗線之間的邊緣，保留紗線顏色的真實感，具體公式如下：式中，G′(x，y)為修改后的高斯權值函數；ΔE為鄰域內像素點與當前的像素點的色差；th為色差容許值，根據掃描儀參數和實驗光照環境選定。進一步的，所述步驟2)中采用分水嶺算法對織物圖像進行分割，該分水嶺算法包括以下步驟：步驟2.3)計算色差梯度，對Lab顏色模式的平滑圖像中的每個像素點，計算當前像素點與選定像素點之間的色差根方和作為梯度，并依據色差梯度值特點和分水嶺算法參數設置固定閾值，將梯度值較小的值置零，形成梯度圖像；步驟2.4)分水嶺分割，對上述梯度圖像進行分水嶺分割，獲取標記圖像，標記為0的即為邊緣，在平滑圖像中，邊緣表示不同顏色紗線之間的過渡像素點，必然屬于某一紗線，所以對邊緣線上的像素點進行歸類，將其歸類到色差最小的一類。進一步的，所述步驟5)中，劃分時按照從左上角子塊為第一塊，編號為J11，橫向列號i從1遞增到m，縱向列號j也從1遞增到n，即第一行的塊編號為J1i，第一列的塊編號為Jj1，依次類推。每一塊的索引與源圖中像素點的坐標的關系如下：進一步的，所述步驟7)中生成意匠圖的過程中，進行織物組織添加步驟，模擬織物織造后的圖像，即織物圖像經過工藝處理之后的圖像，織物組織添加分為以下步驟：步驟7.1)對于之前經過預處理和分割分色之后的圖像，再進行分塊劃分，每個分塊的大小就是上述生成的基組織單元的大小；步驟7.2)對每一個分塊進行分析，取每一小塊的四個角，判斷四個角的像素點是否是同一顏色，如果是，則繼續添加當前組織，如不是，則只添加當前顏色區域的組織；步驟7.3)計算經緯組織均衡數是否相等，因為組織均衡與織物點的交織狀態變化次數來決定的，所以設置經向交織變化點次數為countj，緯向交織變化點次數countw，判斷countj與countw是否相等，如果不等，則從組織庫中獲取下一個組織進行添加，即重復步驟7.2)，如果相等，則添加完成。進一步的，所述步驟7)中生成意匠圖之后，進行紋版文件輸出，所述紋版文件包括意匠圖像文件、樣卡文件和組織文件，對于所添加的織物組織，通過列表法輸入紋版軋法，完成紋版織物，形成紋版數據文件。本專利技術的有益效果是:本專利技術能防止彩色提花在織造過程中發生斷線的情況，并且能夠自動化生成使織物組織達到整體均衡效果的組織，實現自動高效的設計。附圖說明圖1為本專利技術中彩色提花自適應均衡方法的具體流程圖；圖2為本專利技術中織物圖像的分割流程圖；圖3為本專利技術中織物圖像分塊示意圖；圖4為本專利技術中混合中值濾波的原理示意圖；圖5為本專利技術中組織庫設計原理的示意圖。具體實施方式下面將參考附圖并結合實施例，來詳細說明本專利技術。如圖1所示，一種基于圖像分割的彩色提花組織結構自適應均衡方法，該方法包括以下步驟：步驟1本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于圖像分割的彩色提花組織結構自適應均衡方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：步驟1）實物掃描彩色圖像，由掃描儀對實體織物進行掃描并輸入計算機系統；步驟2）圖像分割，把含有多個特征的上述掃描圖像分割成若干互不重疊的區域；步驟3）區域合并，提取各標記區域內像素點，將同一標記內的像素點R、G、B分量的平均值作為標記區域的索引顏色，比較各區域的索引顏色，將色差小于容許值的歸為同一類，最后得到織物圖像分割后的索引圖像。

【技術特征摘要】
1.一種基于圖像分割的彩色提花組織結構自適應均衡方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：步驟1）實物掃描彩色圖像，由掃描儀對實體織物進行掃描并輸入計算機系統；步驟2）圖像分割，把含有多個特征的上述掃描圖像分割成若干互不重疊的區域；步驟3）區域合并，提取各標記區域內像素點，將同一標記內的像素點R、G、B分量的平均值作為標記區域的索引顏色，比較各區域的索引顏色，將色差小于容許值的歸為同一類，最后得到織物圖像分割后的索引圖像。2.步驟4）設置織物組織庫，根據不同組織循環的簡單組織構建各自基于三原組織的全息數碼組織庫，根據變化三原組織的交織次數、飛數S和組織點的起始位置確定每一個三原組織的系列組織；步驟5）織物圖像文件分塊劃分，設彩色提花圖像的寬度和高度分別為寬度W和高度H，分塊的寬和高分別為組織單元的大小w和h，則對織物圖像以橫向寬度為w劃分成m塊，縱向高度為h劃分為n塊，若橫向剩余不足w或縱向剩余不足h，單獨作為一塊劃分，m和n計算公式如下：，；步驟6）織物均衡，計算整個織物圖像經向或緯向的組織點交織變化次數，比較經緯像組織點交織次數是否一致，如果不一致，則從織物組織庫中重新查找，直至經緯方向均衡為止；步驟7）生成意匠圖。3.根據權利要求1所述的基于圖像分割的彩色提花組織結構自適應均衡方法，其特征在于，所述步驟2）中包括有圖像預處理，所述圖像預處理包括以下步驟：步驟2.1）混合中值濾波，混合中值濾波由中值濾波與線性濾波結合形成，采用基于極值的混合中值濾波，定義，，...為圖像中點的鄰域均值濾波輸出，則為其鄰域均值濾波的中值；步驟2.2）平滑濾波，高斯濾波算法根據高斯函數確定不同空間位置像素點的累加權值，對圖像的每個像素點進行線性濾波，用下式表示：，，式中，f為原圖像像素點的顏色分量值；g為濾波圖像像素點的顏色分量值；x，y為像素點橫，縱坐標；；w為領域窗口大小；G（x，y）為鄰域內各像素點的權值計算函數；為高斯分布參數。4.根據權利要求2所述的基于圖像分割的彩色提花組織結構自適應均衡方法，其特征在于，所述步驟2.2）中，采用雙邊濾波，對高斯濾波的權值進行修改，使得高斯濾波算法在平滑區域內部像素顏色值的同時，保留不同顏色紗線之間的邊緣，保留紗線顏色的真實感，具體公式如下：，式中，為修改后的高斯權值函數；為鄰域內像素點與...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李輝，孫涌，
申請(專利權)人：蘇州大學，
類型：發明
國別省市：江蘇,32