基于相似度量与权重衡量的彩色提花CAD中的配色方法

摘要

本发明是基于相似度量与权重衡量的彩色提花CAD中的配色方法，包括生成提花源图像，依据提花源图像颜色选取不同颜色纱线；依据选取的纱线组合进行经纬交织计算，计算出每个单元矩阵的结构，去除具有相同颜色结构的矩阵，将最终结果存入颜色库中；以颜色库中每个颜色为中心点，计算与该点相近的颜色并加权，对所有颜色都计算过后得到全部颜色的权值，并对超过特定阈值的颜色过滤，得到最终颜色库；在同一提花源图像中，选取多个纱线组合，生成多个颜色库，依次选取不同颜色库对图像进行配色，找出最佳颜色库。本发明的颜色生成算法耗时短，配色结果图中不同颜色的区分度高，同时使得配色耗时更少。

说明书

技术领域

本发明涉及纺织技术领域，具体涉及一种基于相似度量与权重衡量的彩色提花CAD中的配色方法。

背景技术

为了提高纺织行业生产的自动化水平，彩色提花CAD系统正是计算机辅助设计技术发展的必然结果。彩色提花CAD系统主要解决两个关键问题，即提花织物的辅助设计和提花织物的辅助生产。织物的辅助设计是指应用计算机技术辅助完成织物设计的过程，包括辅助品种设计和辅助纹制设计。

国外对彩色提花织物数码化设计及提花织物CAD技术的研究比较早，对彩色提花织物组织结构、色彩配置、织物数码设计的颜色模型等工作做了大量的探索和研究，具有代表性纺织CAD产品有瑞士的MuCAD系统，荷兰NedGraphics系统。相对于国外，国内对数码提花织物的研究相对落后，且研究主要集中在数码提花织物的织物组织设计和织物色彩模型上，具有代表性的有浙大经纬计算机系统工程有限公司开发的JCAD。

彩色提花CAD主要包含输入部分，主处理部分，输出部分，而主处理部分又包含预处理、工艺编辑等功能，这也是彩色提花CAD系统的核心。在现今状况下，如何在保证工艺精度的条件下，提升设计效率是亟待解决的问题。本发明针对的是预处理中颜色生成和配色两个方面。从在传统提花系统中，随着所选用的纱线数量增多，可生成的颜色种类呈指数型增长，大量颜色的生成也使得耗时过长，尤其是纱线组合较多时，影响了设计的效率，而本发明目的之一是提出一种耗时较短的颜色生成算法；本发明另一目的旨在使配色结果图中不同颜色的区分度提高，同时使得配色耗时间少。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种基于相似度量与权重衡量的彩色提花CAD中的配色方法，能够避免传统提花CAD中选取纱线数量较多时配色过程较慢的麻烦，并增强配色结果中的颜色区分度。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种基于相似度量与权重衡量的彩色提花CAD中的配色方法，该方法包括以下步骤：

步骤1）选取纱线组合

由扫描仪对实体织物进行扫描并输入计算机系统生成提花源图像，依据提花源图像颜色选取不同颜色纱线；

步骤2）颜色生成

依据选取的纱线组合进行经纬交织计算，计算出每个单元矩阵的结构，并在单元矩阵之间相互比对，去除掉具有相同颜色结构的矩阵，将最终结果存入颜色库中；

步骤3）颜色库加权过滤

以颜色库中每个颜色为中心点，计算与该点相近的颜色并加权，对所有颜色都计算过后得到全部颜色的权值，并对超过特定阈值的颜色过滤，得到最终颜色库；

步骤4）提花图像配色

在同一提花源图像中，选取多个纱线组合，生成多个颜色库，依次选取不同颜色库对图像进行配色，找出最佳颜色库，从而得到最优的纱线组合；

步骤5）输出纹版文件

所述步骤1）至步骤4）中只是生成模拟织物织造时的效果图，在配色图像的基础上加入组织，完成纹版织物，形成纹版数据文件。

进一步的，所述步骤2中的颜色生成包括以下步骤：

步骤1.1）选择经纬纱线

设定选取经纬纱数目分别为m和n；

步骤1.2）计算总共生成的提花单元颜色数；

步骤1.3）将提花单元颜色数编号并转化为数组

初始化提花单元颜色数编号，将提花单元颜色数编号转化为n+1进制数，将该n+1进制数按行存储入m行n列的提花色块矩阵A中，提花色块矩阵A中每个元素值A[i,j]代表一种颜色；

步骤1.4）进行提花色块矩阵A检测，去除重复颜色

在颜色生成的同时，衡量提花色块矩阵A中的新生成的提花色块矩阵与原有的提花色块矩阵之间的相似程度，并且只度量提花色块矩阵A样本总体元素间相似程度，不依赖于样本内部元素排列顺序，若两者同颜色，则执行步骤1.6），否则，执行步骤1.5）；

步骤1.5）当A[i,j]=0时，[i,j]点取彩色，当A[i,j]=t（t=1、2、……、n）时，[i,j]点取经线颜色；

步骤1.6）提花单元颜色数编号加1，如果提花单元颜色数编号大于m*n，算法结束，根据数组计算目标颜色，生成结果颜色存入颜色库中，否则继续执行步骤1.3）；

所述步骤3）中颜色库加权过滤包括以下步骤：

步骤2.1）选取扫描半径r

在所述步骤1.6）中所生成的颜色基础上，以每个颜色为圆心，选取一个特定系数为半径r，扫描周围区域；

步骤2.2）颜色加权

若有颜色位于扫描区域内，对该颜色加权，否则进行下一点的扫描；

步骤2.3）生成所有颜色权值表

对所有颜色点扫描后得到每个颜色的权值，用该权值大小来代表该颜色与其他颜色相似的程度，权值越大表示该颜色与越多颜色相近，为最普通的颜色，权值越小表示该颜色与其他越少颜色相近，为最独特的颜色；

步骤2.4）颜色过滤

设定一个阈值，对超过该阈值的颜色进行过滤，未超过该阈值的颜色保留，形成最终颜色库，采用保留下来的颜色进行配色，用以改善颜色相近区域的配色效果，增加图像的区分度。

进一步的，所述步骤1.4）中，采用Jaccard系数将新生成的提花色块矩阵与原有的提花色块矩阵进行相似程度衡量，取提花色块矩阵A中的任意提花色块对比矩阵B，则提花色块矩阵A=（A₁，A₂，…，A_n）^T，提花色块对比矩阵B=（B₁，B₂，…，B_n）^T，则A与B对应行向量的相似系数J_i（A_i，B_i）=，矩阵A与B之间整体相似度：，由上式来判断提花色块矩阵A之间是否为同颜色关系，两者同颜色时J_i（A_i，B_i）=n。

进一步的，所述步骤2.4）中依据纱线选取数量的不同来设定阈值。

进一步的，所述步骤1）中，对由扫描仪对实体织物进行扫描得到的织物图像进行去噪预处理。

本发明的有益效果是:

本发明采用的颜色生成矩阵算法能减少CAD系统中预处理阶段颜色生成时所花费的时间，在配色算法中加入的同颜色矩阵检测，增强配色结果的颜色区分度，并能避免过多重复颜色生成，可显著提高配色算法运行效率，使得配色耗时间更少。

附图说明

图1为本发明彩色提花CAD颜色生成算法的具体流程图；

图2为本发明颜色库加权过滤示意图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。

一种基于相似度量与权重衡量的彩色提花CAD中的配色方法，该方法包括以下步骤：

步骤1）选取纱线组合

由扫描仪对实体织物进行扫描并输入计算机系统生成提花源图像，依据提花源图像颜色选取不同颜色纱线；

步骤2）颜色生成

依据选取的纱线组合进行经纬交织计算，计算出每个单元矩阵的结构，并在单元矩阵之间相互比对，去除掉具有相同颜色结构的矩阵，将最终结果存入颜色库中；

步骤3）颜色库加权过滤

以颜色库中每个颜色为中心点，计算与该点相近的颜色并加权，对所有颜色都计算过后得到全部颜色的权值，并对超过特定阈值的颜色过滤，得到最终颜色库；

步骤4）提花图像配色

在同一提花源图像中，选取多个纱线组合，生成多个颜色库，依次选取不同颜色库对图像进行配色，找出最佳颜色库，从而得到最优的纱线组合；

步骤5）输出纹版文件

所述步骤1）至步骤4）中只是生成模拟织物织造时的效果图，在配色图像的基础上加入组织，在本实施例中，通过列表法输入纹版轧法，完成纹版织物，形成纹版数据文件。

如图1所示，所述步骤2中的颜色生成包括以下步骤：

步骤1.1）选择经纬纱线

设定选取经纬纱数目分别为m和n；

步骤1.2）计算总共生成的提花单元颜色数；

步骤1.3）将提花单元颜色数编号并转化为数组

初始化提花单元颜色数编号，将提花单元颜色数编号转化为n+1进制数，将该n+1进制数按行存储入m行n列的提花色块矩阵A中，提花色块矩阵A中每个元素值A[i,j]代表一种颜色；

步骤1.4）进行提花色块矩阵A检测，去除重复颜色

传统颜色生成算法中会生成重复颜色，在生成所有颜色后再进行去重，效率较低，本实施例中，在颜色生成的同时，衡量提花色块矩阵A中的新生成的提花色块矩阵与原有的提花色块矩阵之间的相似程度，并且只度量提花色块矩阵A样本总体元素间相似程度，不依赖于样本内部元素排列顺序，若两者同颜色，则执行步骤1.6），否则，执行步骤1.5）；

步骤1.5）当A[i,j]=0时，[i,j]点取彩色，当A[i,j]=t（t=1、2、……、n）时，[i,j]点取经线颜色；

步骤1.6）提花单元颜色数编号加1，如果提花单元颜色数编号大于m*n，算法结束，根据数组计算目标颜色，生成结果颜色存入颜色库中，否则继续执行步骤1.3）；

提花图像配色是指利用已生成的颜色对输入的提花源图像进行配色，模拟实机织造效果，帮助设计人员对所选经纬纱颜色进行修改，模拟过程中，若源图像存在颜色较为相近的像素点，进行配色时可能会得到相同的配色目标值，使得某一块颜色接近的区域进行配色后会变成同一颜色，从而影响了整幅图像的区分度，因此本实施中对颜色库进行加权过滤，去除所有生成颜色中与最多其它颜色相近的颜色值，如图2所示，所述步骤3）中颜色库加权过滤包括以下步骤：

步骤2.1）选取扫描半径r

在所述步骤1.6）中所生成的颜色基础上，以每个颜色为圆心，选取一个特定系数为半径r，扫描周围区域；

步骤2.2）颜色加权

若有颜色位于扫描区域内，对该颜色加权，否则进行下一点的扫描；

步骤2.3）生成所有颜色权值表

对所有颜色点扫描后得到每个颜色的权值，用该权值大小来代表该颜色与其他颜色相似的程度，权值越大表示该颜色与越多颜色相近，为最普通的颜色，权值越小表示该颜色与其他越少颜色相近，为最独特的颜色；

步骤2.4）颜色过滤

设定一个阈值，对超过该阈值的颜色进行过滤，未超过该阈值的颜色保留，形成最终颜色库，采用保留下来的颜色进行配色，用以改善颜色相近区域的配色效果，增加图像的区分度。

所述步骤1.4）中，采用Jaccard系数将新生成的提花色块矩阵与原有的提花色块矩阵进行相似程度衡量，采用Jaccard系数时，比如对集合A和B，Jaccard系数计算如下：，相似度数值在[0，1]之间。Jaccard(A,B)=1时，集合A、B相等，即Jaccard系数契合了本发明中只衡量样本总体元素间相似程度，不依赖于样本内部元素排列顺序，当样本内部元素排列顺序不同时，计算得出的Jaccard系数相同，因此对具有相同颜色结构的矩阵进行去重，取提花色块矩阵A中的任意提花色块对比矩阵B，则提花色块矩阵A=（A₁，A₂，…，A_n）^T，提花色块对比矩阵B=（B₁，B₂，…，B_n）^T，则A与B对应行向量的相似系数J_i（A_i，B_i）=，矩阵A与B之间整体相似度：，由上式来判断提花色块矩阵A之间是否为同颜色关系，两者同颜色时J_i（A_i，B_i）=n。

所述步骤2.4）中依据纱线选取数量的不同来设定阈值。

所述步骤1）中，对由扫描仪对实体织物进行扫描得到的织物图像进行去噪预处理。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。