彩色图像分色系统的设计与实现

摘要

随着CAD/CAM的发展，为了提高市场竞争力，我国传统的印染前工艺处理开始由手工作坊向自动化转变。但由于印染纺织图案是通过扫描布匹样片得到的彩色图案，受到纺织纹理的干扰，并且由于染料的吸附使得图案发生变形，使得分色结果不精确。所以目前印染行业大多采用手工描稿进行分色处理，增加了人工编辑的工作量，且效率低下，这与快交货、高品质的市场特点相矛盾。因此，这就需要一种解决办法提高图像分色精度，本文针对这一问题进行研究，具有较高的应用价值。 本文首先提出一种融合图像颜色、空间以及边缘信息并结合图切分（GraphCut）技术的面向纺织印染领域的印染图案分色算法。该算法首先通过人眼观察，在颜色感知相同的区域上输入笔划，表明用户选取一种颜色，笔划过的像素点作为一种套色区域；然后依次将每一种套色区域作为前景，剩余套色区域作为背景，建立权值图，采用图切分技术进行分割，并去除每一次分割结果中的细小狭长区域。然后，计算出整幅图像中每个像素属于边缘的概率值，并结合颜色、空间信息将剩余像素重新归类。最后，用每一套色区域中像素的平均颜色作为分色颜色对图像着色，形成最终的分色结果。本算法得到合理的套色图像，提高了分色精度，较好的避免了原始图案噪声的影响。 本文提出的分色算法较好的保持了原始图案的形状，但由于染料吸附使得染料在印制到布匹上而出现变形，所以分色后的图案边界并不光滑。但实际生产中需要的是光滑、规则的区域，所以分色后的图案并不能应用于生产，这样就增加了后期编辑的工作量，所以针对这一问题我们对分色后的图案进行修正。 对图案进行修正分为两部分，一部分是简单几何图形的直接修正，另一部分是对图案进行匹配查找，找到相似性图案进行修正。对简单几何图形的修正，采用的是先求取图案中各个对象的质心矩，然后对其所属类别进行判断，判断其属于椭圆类、三角形类、四边形类还是边数>4的凸多边形，然后再根据不同类别中的具体办法对几何图形进行修正。 对非简单几何图形的修正，采用匹配图案库的办法。为了进行匹配查找，首先需要建立图案库，本文通过改进前面介绍的分色算法的方法建立图案库。即用户输入的笔划有两种，一种表示前景，一种表示背景，执行分色算法将图案中的像素分为两类，则属于前景的像素即为需要提取的图案，将其保存到图案库中。匹配时，使用形状特征作为匹配依据，采用傅立叶描述子提取形状特征矢量。首先使用Canny算子得到要匹配图案的边缘图像，获得其轮廓图像，计算其形状特征矢量。根据计算获得的形状特征矢量与图案库中保存的图案的特征矢量进行欧几里德距离比较，按照相似性由大到小返回匹配的图案列表，选取最相似的图案替换原始图案，完成修正。 本文的创新点在于：1、提出的分色算法融合图像多种信息，分色准确。且此算法改进后可用于图案提取；2、在分色后，对图像进行修正，减少了人工编辑的工作量，提高了工作效率。 本系统针对实际情况找到了具体的解决办法，先对图像分色，然后再对分色结果进行修正，取得了较好的结果，可以满足快速生产的需求。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章引言

1.1研究背景

1.2研究现状

1.2.1图像分割

1.2.2图像修正

1.3主要研究内容

1.4本文组织结构

第2章总体框架和解决思路

2.1需要解决的问题

2.2解决思路

2.3整体框架

2.4本章小结

第3章基于图切分的面向印染图案的分色算法

3.1分色描述

3.2分色算法步骤

3.2.1选取套色

3.2.2 N次分割

3.2.3剩余像素处理

3.3实验结果

3.4图案提取

3.5本章小结

第4章图案修正

4.1图案修正的意义

4.2简单的几何图形修正

4.2.1对几何图形进行分类

4.2.2细致分类

4.2.3实验结果及总结

4.3用匹配图案进行修正

4.3.1边缘检测

4.3.2提取轮廓

4.3.3基于傅立叶描述子的形状特征提取

4.3.4图像匹配

4.3.5实验结果及分析

4.4本章小结

第5章系统设计与实现

5.1系统环境

5.2系统设计

5.2.1数据库设计

5.2.2功能设计

5.3系统实现

5.3.1分色功能

5.3.2简单几何图形修正

5.3.3图案匹配功能

5.3.4提取图案

5.4结论

第6章总结和展望

6.1总结

6.2进一步工作

参考文献

致谢

读研期间发表的学术论文

攻读学位期间参加的主要科研项目