一种草图一致的陶瓷花纸图案生成方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于信息处理技术领域和人工智能领域，尤其涉及一种草图一致的陶瓷花纸图案生成方法及装置，包括：（1）构建陶瓷花纸图案线条标注模型；（2）根据陶瓷花纸图案库利用陶瓷花纸图案线条标注模型获取陶瓷花纸图案的线条标注；（3）构建一种人工神经网络近似建模的陶瓷花纸图案生成模型；（4）根据陶瓷花纸图案及其线条标注通过基于人工智能的训练方法获取陶瓷花纸图案生成模型。本发明专利技术公开的一种草图一致的陶瓷花纸图案生成方法通过陶瓷花纸图案生成模型识别用户手绘草图描述的对陶瓷花纸图案的生成需求，从而自动生成与用户手绘草图一致的符合用户意图的陶瓷花纸图案。

A method and device for generating a uniform drawing pattern of ceramic patterns

The invention belongs to the field of information processing technology and artificial intelligence, and in particular relates to a method and a device for generating ceramic pattern with the same sketch, including: (1) constructing a line marking model of ceramic pattern; (2) obtaining ceramic pattern from the line marking model of ceramic pattern based on the ceramic pattern library; Line labeling; (3) Establish an artificial neural network approximate modeling of ceramic pattern generation model; (4) According to the ceramic pattern and its line labeling through artificial intelligence training method to obtain ceramic pattern generation model. The invention discloses a method for generating ceramic flower paper patterns with identical sketches, which identifies the generation requirements of ceramic flower paper patterns described by user's hand-painted sketches through a ceramic flower paper pattern generation model, thereby automatically generating ceramic flower paper patterns consistent with user's hand-painted sketches and meeting user's intentions.

【技术实现步骤摘要】
一种草图一致的陶瓷花纸图案生成方法及装置
本专利技术属于信息处理
和人工智能领域，尤其涉及一种草图一致的陶瓷花纸图案生成方法及装置。
技术介绍
随着人工智能的发展，特别是生成对抗神经网络的提出，计算机生成可媲美真实图片的能力得到了极大的提升。比如专利CN107016406A提出的病虫害图片生成方法以及专利CN107220600A提出的人脸表情图片生成方法，可以根据机器理解的用户需求生成从一定程度上满足用户需求的图片。手绘草图是人类一种自然而直接的思路外化和交流方式，草图能够使用简单的形状来表达人们抽象的思维意图，在表达对陶瓷花纸图案的生成需求时，有时用户提供一个手绘草图或其他形式的草图可能是简便直观的方式。当前的草图识别的目的在于利用手绘草图从图像数据库中检索出于包含草图特征的图像，比如专利CN102339306B或专利CN107220277A等提出的图像检索方法，以及专利CN107633065A公开的手绘草图识别方法等，为了利用用户手绘草图生成原本不存在于图像数据库中的图案，如何让机器准确地获取用户提供的草图所描述的对陶瓷花纸图案的需求及其对应的参数信息，自动生成与用户意图一致的陶瓷花纸图案，是一个非常重要的技术问题，目前尚无较好的方法。综上所述，现有技术存在的问题是：当前的草图识别的目的在于利用手绘草图从图像数据库中检索出于包含草图特征的图像，为了让机器理解用户手绘草图并自动生成原本不存在于图像数据库中的图案，如何让机器准确地获取用户提供的草图所描述的对陶瓷花纸图案的需求及其对应的参数信息，并自动生成与用户意图一致的陶瓷花纸图案，是一个非常重要的技术问题，目前尚无较好的方法。解决上述技术问题的难度和意义：任一给定像素分辨率的图像都是高维图像空间内的一个数据点，所有近似真实的清晰的图像构成的是浩瀚的高维图像空间的一个紧凑的分布流行（Manifold），利用生成对抗神经网络的学习训练方法可以使得计算机在高维的图像空间内采样的数据基本分布在该流行上，本专利技术方法提供了一种手绘草图启发的陶瓷花纸图案生成模型，使得计算机能够在该流行上的特定分布空间内采样，从而生成与手绘草图一致的近似真实的陶瓷花纸图案。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种草图一致的陶瓷花纸图案生成方法及装置。本专利技术是这样实现的，该草图一致的陶瓷花纸图案生成方法包括如下步骤：步骤一、构建陶瓷花纸图案线条标注模型；步骤二、根据陶瓷花纸图案库，利用陶瓷花纸图案线条标注模型获取陶瓷花纸图案的线条标注；步骤三、构建一种人工神经网络近似建模的陶瓷花纸图案生成模型；步骤四、根据陶瓷花纸图案及其线条标注通过基于人工智能的训练方法获取陶瓷花纸图案生成模型。在步骤一中，所述的陶瓷花纸图案线条标注模型包含两个处理模块：图案边缘提取模块和线条图变换模块；所述图案边缘提取模块通过数字图像处理中的边缘提取算法提取图像边缘等处理过程实现；所述线条图变换模块通过数组图像处理中的变形、扭曲等图形变换以及简化变换；所述变形、扭曲等变换可以通过数字图像处理中的相似变换、仿射变换或投影变换实现；所述简化变换可以通过道格拉斯-普克抽稀算法实现。在步骤二中，将陶瓷花纸图案经陶瓷花纸图案线条标注模型生成与陶瓷花纸图案对应的线条标注过程为：将陶瓷花纸图案输入瓷花纸图案线条标注模型的图案边缘提取模块，获取与输入的陶瓷花纸图案对应的初始线条图；将陶瓷花纸图案初始线条图输入瓷花纸图案线条标注模型的线条图变换模块，获取线条图经过变形、扭曲等图形变换以及简化变换后的线条图组成的陶瓷花纸图案变换后线条图；将陶瓷花纸图案初始线条图和陶瓷花纸图案变换后线条图共同作为陶瓷花纸图案的线条标注集。在构建陶瓷花纸图案对应的线条标注集时，还收集由标注用户手绘的与陶瓷花纸图案对应的线条图，并将标注用户手绘的线条图经线条图变换模块处理后加入陶瓷花纸图案的线条标注集。在步骤三中，使用包含多种隐层的组合架构的人工神经网络来近似建模陶瓷花纸图案生成模型步骤；所述的陶瓷花纸图案生成模型包括输入层、第一卷积层、第二卷积层、第三卷积层、第一残差网络块层、第一上采样层、第二上采样层、输出层，以用户提供的手绘草图作为陶瓷花纸图案生成模型的输入层，所述输入经过所述第一卷积层、所述第二卷积层、所述第三卷积层、所述第一残差网络块层、所述第一上采样层处理后，所述第一上采样层的输出数据和第二卷积层的输出数据共同经所述第二上采样层处理，所述第二上采样层的输出数据和第一卷积层的输出数据共同经所述输出层处理后输出数据；在步骤三中，通过训练获取陶瓷花纸图案生成模型的训练过程在于通过人工智能的学习训练使得陶瓷花纸图案生成模型的输出数据能最小化第一损失函数；所述第一损失函数定义如下：其中，表示所述陶瓷花纸图案生成模型的输出数据，由陶瓷花纸图案判别模型定义，为使得陶瓷花纸图案判别模型能区分输入是陶瓷花纸图案训练样本，为使陶瓷花纸图案生成模型的输出数据能够欺骗陶瓷花纸图案判别模型，为使陶瓷花纸图案生成模型的输出数据的图像特征和陶瓷花纸图案训练样本的图像特征一致，表示在陶瓷花纸图案判别模型的第层提取特征。所述陶瓷花纸图案判别模型由卷积神经网络近似建模，陶瓷花纸图案判别模型包括输入层、第一卷积层、第二卷积层、第三卷积层、第四卷积层、全连接层，所述输入经过所述输入层、所述第一卷积层、所述第二卷积层、所述第三卷积层、所述第四卷积层、所述全连接层后输出数据；本专利技术的另一目的在于提供一种草图一致的陶瓷花纸图案生成装置，该草图一致的陶瓷花纸图案生成装置包括：第一生成模块：用于根据陶瓷花纸图案库获取陶瓷花纸图案的线条标注；第二生成模块：用于根据陶瓷花纸图案及其线条标注通过人工智能的训练方法获取陶瓷花纸图案生成模型；第一处理模块：用于接收用户输入的以线条草图形式表达的生成需求；第一获取模块：用于通过陶瓷花纸图案生成模型将当前输入的线条草图和随机扰动与历史输入的线条标注融合，并获取与用户需求一致的陶瓷花纸图案；第二处理模块：用于展示当前由陶瓷花纸图案生成模型生成的陶瓷花纸图案，并接收用户对陶瓷花纸图案的选择和评价；第三处理模块：用于将用户选择的陶瓷花纸图案和用户输入的以线条草图形式表达的生成需求进行组合以获得新的陶瓷花纸图案线条标注样本。综上所述，本专利技术的优点及积极效果为：1.本专利技术方法利用图案边缘提取模块和线条图变换模块组成陶瓷花纸图案线条标注模型，机器可通过该模型获取陶瓷花纸图案的线条标注，有效解决了训练样本少且获取成本高的难题；2.本专利技术方法针对用户手绘草图到陶瓷花纸图案的映射特点设计了一种全新的包含多种隐层架构的人工神经网络，并通过人工智能的学习训练方法获取陶瓷花纸图案生成模型；通过陶瓷花纸图案生成模型识别用户手绘草图描述的对陶瓷花纸图案的生成需求，并生成与用户手绘草图一致的陶瓷花纸图案，有效解决了与手绘草图一致的陶瓷花纸图案的机器自动生成问题。附图说明图1是根据本专利技术一个实施例的一种草图一致的陶瓷花纸图案生成方法的流程图；图2是根据本专利技术的一个实施例的获取陶瓷花纸图案的线条标注结构示意图；图3是根据本专利技术的一个实施例的陶瓷花纸生成模型的结构示意图；图4是根据本专利技术的一个实施例的陶瓷花纸图案判别模型的结构示意图；图5是根据本专利技术的一个实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种草图一致的陶瓷花纸图案生成方法，其特征在于，所述草图一致的陶瓷花纸图案生成方法包括如下步骤：步骤一、构建一种陶瓷花纸图案线条标注模型；步骤二、根据陶瓷花纸图案库，利用陶瓷花纸图案线条标注模型获取陶瓷花纸图案的线条标注；步骤三、构建一种人工神经网络近似建模的陶瓷花纸图案生成模型；步骤四、根据陶瓷花纸图案及其线条标注通过基于人工智能的训练方法获取陶瓷花纸图案生成模型。

【技术特征摘要】
1.一种草图一致的陶瓷花纸图案生成方法，其特征在于，所述草图一致的陶瓷花纸图案生成方法包括如下步骤：步骤一、构建一种陶瓷花纸图案线条标注模型；步骤二、根据陶瓷花纸图案库，利用陶瓷花纸图案线条标注模型获取陶瓷花纸图案的线条标注；步骤三、构建一种人工神经网络近似建模的陶瓷花纸图案生成模型；步骤四、根据陶瓷花纸图案及其线条标注通过基于人工智能的训练方法获取陶瓷花纸图案生成模型。2.如权利要求1所述的草图一致的陶瓷花纸图案生成方法，其特征在于，在步骤一中，所述的陶瓷花纸图案线条标注模型包括图案边缘提取模块和线条图变换模块；所述图案边缘提取模块通过数字图像处理中的边缘提取算法提取图像边缘等处理过程实现；所述线条图变换模块通过数组图像处理中的变形、扭曲等图形变换以及简化变换；所述变形、扭曲等变换可以通过数字图像处理中的相似变换、仿射变换或投影变换实现；所述简化变换可以通过道格拉斯-普克抽稀算法实现。3.如权利要求1所述的草图一致的陶瓷花纸图案生成方法，其特征在于在步骤二中，将陶瓷花纸图案经陶瓷花纸图案线条标注模型生成与陶瓷花纸图案对应的线条标注过程为：首先将陶瓷花纸图案输入图案边缘提取模块，获取与输入的陶瓷花纸图案对应的初始线条图；接着将陶瓷花纸图案初始线条图输入线条图变换模块，获取线条图经过变形、扭曲等图形变换以及简化变换后的线条图组成的陶瓷花纸图案变换后线条图；最后将陶瓷花纸图案初始线条图和陶瓷花纸图案变换后线条图共同作为陶瓷花纸图案的线条标注集。4.如权利要求3所述的草图一致的陶瓷花纸图案生成方法，其特征在于，在构建陶瓷花纸图案对应的线条标注集时，还收集由标注用户手绘的与陶瓷花纸图案对应的线条图，并将标注用户手绘的线条图经线条图变换模块处理后加入陶瓷花纸图案的线条标注集。5.如权利要求1所述的草图一致的陶瓷花纸图案生成方法，其特征在于，在步骤三中，使用包含多种隐层的组合架构的人工神经网络来近似建模陶瓷花纸图案生成模型；所述的陶瓷花纸图案生成模型包括输入层、第一卷积层、第二卷积层、第三卷积层、第一残差网络块层、第一上采样层、第二上采样层、输出层，以用户提供的手绘草图作为陶瓷花纸图案生成模型的输入层，所述输入经过所述第一卷积层、所述第二卷积层、所述第三卷积层、所述第一残...

【专利技术属性】
技术研发人员：程昔恩，李毅成，程臻果，聂宇，欧阳安妮，
申请(专利权)人：景德镇陶瓷大学，
类型：发明
国别省市：江西,36