[發(fā)明專利]一種基于圖像處理的緯編針織物模擬方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211543892.0
• 申請日: 2022-12-03
• 公開（公告）號: CN115937342A
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄧中民;靳曉凝;李童;柯薇
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢紡織大學(xué)
• 主分類號: G06T11/00
• 分類號: G06T11/00;G06T7/49;G06T7/90;G06V10/762
• 代理公司: 武漢泰山北斗專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42250
• 代理人: 程千慧

1.一種基于圖像處理的緯編針織物模擬方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、利用相對全變分模型從待模擬的花型圖案圖片中提取花型圖案5結(jié)構(gòu)，得到去除紋理后的花型圖案圖片；

步驟2、通過自適應(yīng)色彩聚類算法對去除紋理后的花型圖案圖片進(jìn)行色彩聚類，得到色彩聚類后的圖片；

步驟3、按照真實線圈的形狀和樣式，建立線圈形狀顏色模板矩陣和光照陰影模板矩陣，所述線圈形狀顏色模板矩陣和光照陰影模板矩陣為多個像0素點(diǎn)組成的相同行列數(shù)的陣列；

所述線圈形狀顏色模板矩陣包括上方區(qū)域和下方區(qū)域，所述上方區(qū)域為倒等腰三角形，且正好位于下方區(qū)域上方的凹槽內(nèi)，所述上方區(qū)域的像素點(diǎn)中的值對應(yīng)兩個相鄰線圈的在上線圈下端顏色，下方區(qū)域的像素點(diǎn)中的值對應(yīng)兩個相鄰線圈的在下線圈上端顏色；

5所述光照陰影模板矩陣中，每個像素點(diǎn)中的數(shù)值代表對應(yīng)位置像素點(diǎn)的明暗程度，且取值范圍為[0,1]，數(shù)值越大代表顏色越亮，根據(jù)緯編針織物中由于光照產(chǎn)生的凸凹不平的陰影效果對光照陰影模板矩陣進(jìn)行賦值；

步驟4、將色彩聚類后的圖片按照線圈形狀顏色模板矩陣和光照陰影模板矩陣的大小，分割為多個線圈單元，并且按照對應(yīng)位置的顏色確定每個線0圈單元對應(yīng)的線圈形狀顏色模板矩陣中像素點(diǎn)的值；

步驟5、對每個線圈單元的位置按照對應(yīng)的線圈形狀顏色模板矩陣和光照陰影模板矩陣進(jìn)行圖像模擬，得到緯編針織物模擬圖。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像處理的緯編針織物模擬方法，其特征在于，所述步驟1中的相對全變分模型公式為：

式中，m代表某一像素點(diǎn)，p代表二維圖像像素的索引，S_p代表處理后的結(jié)構(gòu)信息圖像，I_p代表待處理的原始圖像，WTV_x(m)和WTV_y(m)分別是像素點(diǎn)m在水平方向x和垂直方向y的窗口全變分，ε是一個常數(shù)值且ε0，λ代表權(quán)重。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像處理的緯編針織物模擬方法，其特征在于，所述步驟2中，自適應(yīng)色彩聚類方法的具體步驟為：

步驟2.1、將去除紋理后的花型圖案圖片從RGB色彩空間轉(zhuǎn)為HSV色彩空間，分別計算H，S，V三個分量的直方圖，求出直方圖中峰值，并按照預(yù)設(shè)最佳峰值范圍求出最佳的峰值并求出其數(shù)量，將此處K個峰值對應(yīng)的RGB像素值定為初始聚類中心，聚類中心為{c₁，c₂，c₃，...，c_k},將圖片轉(zhuǎn)為Lab色彩空間；

步驟2.2、計算圖片中其他所有像素點(diǎn)到所有聚類中心的幾何距離；

步驟2.3、選取幾何距離最短的聚類中心作為對應(yīng)像素點(diǎn)的類別；

步驟2.4、對所有像素點(diǎn)進(jìn)行分類后，根據(jù)公式

重新對所有聚類中心進(jìn)行更新；

步驟2.5、重復(fù)步驟2.2-2.4，直到幾何距離小于某一閾值ε不再發(fā)生變化，判斷聚類結(jié)束，得到最終聚類圖片；

步驟2.6、將最終聚類圖片轉(zhuǎn)為RGB色彩空間得到色彩聚類后的圖片。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像處理的緯編針織物模擬方法，其特征在于，所述線圈形狀顏色模板矩陣和光照陰影模板矩陣的行數(shù)均為8，列數(shù)均為11。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于圖像處理的緯編針織物模擬方法，其特征在于，所述線圈形狀顏色模板矩陣中，上方區(qū)域包括第1行和第2行的所有像素點(diǎn)，第3行除第1列和最后1列外的所有像素點(diǎn)，第4行除第1、2、10和11列外的所有像素點(diǎn)，第5行第4、5、6、7和8列像素點(diǎn)，第6行第6列像素點(diǎn)；下方區(qū)域包括除上方區(qū)域外的所有像素點(diǎn)。