[發(fā)明專利]一種面向3D打印的基于向量場的圖像線刻畫生成方法

有效

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• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN108182716B
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發(fā)明（設計）人: 陳中貴;陳雯;郭建志;曹娟
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: G06T11/20
• 分類號: G06T11/20;G06T7/11;G06T7/13;G06T7/194;G06T7/40
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應森

1.一種面向3D打印的基于向量場的圖像線刻畫生成方法，其特征在于包括以下步驟：

1)輸入圖像，設置參數(shù)：Size_obj，α，β，γ，k，w_coa，w_fine；應用多區(qū)域的圖像分割算法，把圖像分成背景區(qū)域和若干前景區(qū)域；

2)提取前景區(qū)域邊界，得到粗糙特征邊，并保留區(qū)域邊界于最終線刻畫結果上；

3)對輸入圖像用EdgeDrawing算法，得到精細特征邊；

4)基于兩種特征邊分別構造張量場，并按照融合系數(shù)得到融合的張量場，得到融合的向量場，具體方法為：

(1)生成粗糙水平的特征邊對應的張量場：計算每個像素點的張量矩陣其中s∈S，表示特征邊上的線段；l_s表示s的長度；θ_s表示s與水平正方向夾角；r(p,s)表示p與s之間的距離；

(2)用步驟(1)中同樣的方法得到精細的特征邊對應的張量場；

(3)計算點p處的混合張量，其計算公式是

(4)計算混合向量——混合張量矩陣最大特征值所對應的特征向量；

5)在3D打印線有寬度且不能相交或自交，以及保持灰度信息的限制下，按區(qū)域生成流線；

6)將線刻畫的結果用FDM 3D打印機制造，即生成3D打印的基于向量場的圖像線刻畫。

2.如權利要求1所述一種面向3D打印的基于向量場的圖像線刻畫生成方法，其特征在于在步驟1)中，所述輸入圖像為灰度或彩色。

3.如權利要求1所述一種面向3D打印的基于向量場的圖像線刻畫生成方法，其特征在于在步驟2)中，所述提取前景區(qū)域邊界，得到粗糙特征邊，并保留區(qū)域邊界于最終線刻畫結果上的具體方法為：

(1)收集所有邊界上的像素點并用Douglas-Peucker算法折線逼近邊界，得到的線段用于計算向量場；

(2)在線段上每隔添加一個點；

(3)重復對邊界線做板長為1的laplacian光順，直到達到迭代次數(shù)；

(4)調整壞邊，先對所有的邊界線按照長度進行排序，形成未放置的邊界線隊列，從長到短添加線；如果線上某點p與其他線上的點距離小于Width_line，或者與同條線上的點距離小于刪除點p，如果某處連續(xù)刪除兩個點，就從該處把線拆分開，把拆分后長度大于α·Width_line的線，依照長度插入到未放置的邊界線隊列，當隊列空時提取完成。

4.如權利要求1所述一種面向3D打印的基于向量場的圖像線刻畫生成方法，其特征在于在步驟3)中，所述對輸入圖像用EdgeDrawing算法，得到精細特征邊，是用Douglas-Peucker算法折線逼近輸入圖像EdgeDrawing的結果，得到精細特征邊上的一系列線段，用于計算精細特征邊對應的張量場。