一种视觉高保真纺织面料换色方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种视觉高保真纺织面料换色方法及系统，可以有效解决纺织面料实际打样不仅周期长、人力物力耗费大、过程较为繁琐等问题，在结合颜色校正实现视觉高保真的色彩再现基础上，进一步综合计算机图像处理技，通过构建纺织面料图像纹理模板和高保真的颜色映射技术，实现了视觉高保真纺织面料换色方法，具有广阔的市场前景和重要应用价值。具有广阔的市场前景和重要应用价值。具有广阔的市场前景和重要应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种视觉高保真纺织面料换色方法及系统


[0001]本专利技术属于计算机数字图像处理
，具体涉及一种视觉高保真纺织面料换色方法及系统。

技术介绍

[0002]纺织面料打样是纺织生产中的关键环节，一方面，通过纺织面料打样技术，企业可以跟客户对产品进行客观有效的沟通，企业可以跟客户进行客观有效的产品沟通，以确定产品的生产配方和工艺参数，另一方面，纺织面料打样技术是企业进行新产品和新款式研发的重要支撑。
[0003]与纺织设计流程中的屏幕模拟打样技术不同，纺织面料的实体打样产品相对于屏幕模拟打样而言，视觉感知效果更加真实。然而，纺织面料的实际打样不仅周期长、人力物力耗费大、过程较为繁琐，而且纺织面料打样过程涉及包括织物类型、织物颜色以及纺织工艺参数在内的诸多复杂因素。以棉纺生产中的色织和色纺工艺为例，不同颜色纱线与各种纺织工艺参数(如针数、织法、克重、配比等)匹配打样时，能够得到成千上万种打样参数的不同组合，在面向新产品和新款式研发设计时，将所有的工艺参数与颜色组合进行实际打样，对于打样技术人员而言工作量巨大、负担重、周期长，执行起来存在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种视觉高保真纺织面料换色方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，搭建均匀光照纺织面料图像数字拍摄系统；步骤2，利用拍摄系统拍摄标准色卡数字图像，并依据色卡标准颜色数据，对数码相机进行颜色特性化校正，得到颜色校正模型；步骤3，相同拍摄条件下，利用拍摄系统拍摄待换色纺织面料获得数字图像；步骤4，利用步骤2中建立的颜色校正模型，对待换色纺织面料数字图像进行颜色校正，得到待换色纺织面料颜色校正后的数字图像；步骤5，设定待换色纺织面料的目标颜色；步骤6，若待换色纺织面料为单色面料，则直接对其进行换色，得到换色纺织面料图像；步骤7，若待换色纺织面料是多色面料，则首先对其进行图像分割处理，得到每种颜色对应的子图像，然后利用步骤6中所述换色方法，对任意待换色子图像进行换色；步骤8，最后，将步骤7中所有换色子图像进行合并，得到多色纺织面料的最终换色图。2.如权利要求1所述的一种视觉高保真纺织面料换色方法，其特征在于：步骤2中，依据色卡标准颜色数据对数码相机进行颜色特性化校正，获得颜色校正模型的方法如下；首先，利用分光光度计测量获得色卡的XYZ三刺激值颜色数据C，依据色度学理论，三刺激值XYZ的测量原理如式(1)至式(2)所示，其中，其中，式中，x(λ)、y(λ)和z(λ)为标准观察者颜色匹配函数，E(λ)为物体的光谱反射率，S(λ)为光源的相对光谱功率分布函数，λ为波长，k为调节因子，X、Y和Z分别为色卡的三刺激值数据，m为色卡中颜色的数量，XYZ
i
为第i个颜色的三刺激值，C为包含所有色卡的三刺激值矩阵，上标
‘
T
’
为转置符号；其次，利用三刺激值XYZ到标准RGB颜色数据的转换关系矩阵M，如式(4)所示，计算得到色卡的标准RGB颜色数据D
s
，具体如式(5)所示：
D
s
＝MC，(5)然后，利用拍摄系统拍摄色卡的数字图像，以k像素为边长，提取每个色块中心k
×
k像素区域的所有RGB值，并计算其平均值，得到色卡的拍摄RGB颜色数据D
c
；其次，利用色卡的标准RGB颜色数据D
s
和拍摄RGB颜色数据D
c
计算颜色校正模型，方法如下：1)对色卡的拍摄RGB颜色数据进行根多项式扩展，以一个颜色数据和三阶的根多项式扩展为例，具体如式(6)所示，式中，r、g和b分别为一个颜色的R通道、G通道和B通道的颜色值，上标
‘
T
’
为转置符号，d
exp
表示根多项式扩展后的颜色值向量；2)利用伪逆算法，由色卡标准RGB颜色数据D
s
和拍摄RGB颜色数据D
c
的扩展矩阵D
exp
计算颜色校正模型Q的方法如下：式中，D
s
色卡标准RGB颜色数据，D
exp
为色卡拍摄RGB颜色数据D
c
的扩展数据，Q为颜色校正模型，上标
‘
T
’
为转置符号，上标
‘‑1’
表示求逆运算，λ为正则化约束系数，I为单位矩阵；最后，得到颜色校正模型Q。3.如权利要求1所述的一种视觉高保真纺织面料换色方法，其特征在于：步骤3中，利用拍摄系统拍摄待换色纺织面料获得数字图像的具体方法为，在与拍摄色卡完全一致的拍摄参数下，将待换色纺织面料平铺于拍摄系统的拍摄区域，拍摄获得待换色纺织面料的数字图像。4.如权利要求1所述的一种视觉高保真纺织面料换色方法，其特征在于：步骤4中，利用步骤2中建立的颜色校正模型，对待换色纺织面料数字图像进行颜色校正，得到待换色纺织面料颜色校正后的数字图像的方法如式(8)所示：D
img_c
＝QD
img
，(8)式中，D
img
为待换色纺织面料数字图像数据，Q为颜色校正模型，D
img_c
为颜色校正后的待换色纺织面料数字图像数据。5.如权利要求1所述的一种视觉高保真纺织面料换色方法，其特征在于：步骤6中，对单色面料换色的具体方法如下：首先，利用计算机图像处理相关方法将待换色纺织面料图像灰度化，从而获得待换色纺织面料图像纹理模板，将彩色图像转换为灰度图像的方法如式(9)所示：y＝0.299*r+0.587*g+0.144*b，(9)式中，y表示纺织面料图像任一像素点的灰度值，r表示该像素点红色通道的颜色值，g表示该像素点绿色通道的颜色值，b表示该像素点蓝色通道的颜色值；然后，利用纹理特征保持的颜色映射方法，将目标颜色映射至待换色纺织面料图像纹理模板，得到初始换色图像D
t
，具体实现方法如式(10)至式(11)所示，即对于待换色纺织面料图像纹理模板的任一像素点，用目标颜色值叠加经过调整系数k调整后的灰度偏差，得到该像素点换色后的颜色数据；
其中，式中，r、g和b表示该像素点红、绿、蓝三通道的颜色值，k为灰度偏差调整系数，计算方法如式(11)所示，其中σ
R
、σ
G
和σ
B
为待换色纺织面料图像红、绿、蓝三个颜色通道的标准差，σ
Y
为待换色纺织面料灰度图像的标准差，Δy为该像素点的灰度值相对于待换色纺织面料灰度图像平均灰度值的偏差，r
t
、g
t
和b
t
分别表示该像素点换色之后的红、绿、蓝三通道颜色值；最后，依据目标颜色值和换色后的纺织面料图像D
t
，对初始换色后的纺织面料图像总体平均灰度进行校正，使得换色面料的图像的总体平均灰度与目标颜色的灰度一致，校正方法如式(12)所示，式中，y
s
为目标颜色的灰度值，y
t
为初始换色纺织面料任一像素点的灰度值，r
t
、g
t
和b
t
分别为初始换色纺织面料对应像素点的红、绿、蓝三通道颜色值，r
t_f
、g
t_f
和b
t_f
分别为经过灰度校正的换色纺织面料D
...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁金星，李江英，张作正，谢礼坤，吴勇豪，高凌越，郑为宇，胡新荣，李立军，彭涛，李靖，章正飞，
申请(专利权)人：浙江钱塘机器人及智能装备研究有限公司，
类型：发明
国别省市：