一種基于圖像分割的自動著色方法與著色裝置制造方法
【專利摘要】一種基于圖像分割的自動著色方法與著色裝置，屬于物體著色【技術領域】。本發(fā)明把攝像系統(tǒng)和噴筆裝置置于載物臺的上端，光照系統(tǒng)置于生產環(huán)境中，并分別連接于主控計算機，將物體放置于載物臺并按下開始按鈕裝置即開始工作，主控計算機對攝像系統(tǒng)得到的圖像進行處理，并將得到的結果傳輸給噴筆裝置進行自動著色，整個過程只需人為把物體放置于載物臺由計算機控制進行自動著色，為全自動過程，減少了用戶的交互操作，實施起來相當簡便，大大減少了圖像處理的時間，提高了著色準確性和著色的效率，該方法屬于自動選擇性上色，大大減輕了勞動強度，節(jié)省了大量的工本費，效率高、精度高、操作簡單、又能嵌入到主控系統(tǒng)中使用，適于推廣應用。
【專利說明】一種基于圖像分割的自動著色方法與著色裝置

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于物體著色【技術領域】，具體涉及一種集自動控制、數字設備制造及圖像 處理與一體的用于標識、標牌、徽章、紀念幣等物體的基于圖像分割的自動著色方法與著色 裝直。

【背景技術】
[0002] 工業(yè)生產中物體的著色一直是一個重要的環(huán)節(jié)。像標識、標牌、徽章、紀念幣等物 體的著色需要耗費大量的人力物力。低效率高成本的著色裝置不僅會影響企業(yè)的生產效 率，也嚴重影響到企業(yè)的生產成本與利潤。
[0003] 傳統(tǒng)的著色方法大都基于用戶交互實現(xiàn)，主要靠人用工具來實現(xiàn)物體的上色，也 有一些自動著色的裝置但是需要大量的人為操作，對物體的放置位置有很高的要求，其著 色精度低，效率十分低下。如何設計一個速度快，省漆料，精度高的自動著色裝置成為一個 技術難題。


【發(fā)明內容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術中存在的上述問題，本發(fā)明的目的在于提出一種集自動控制、數字 設備制造及圖像處理與一體的用于標識、標牌、徽章、紀念幣等物體的基于圖像分割的自動 著色方法與著色裝置。
[0005] 所述的一種基于圖像分割的自動著色方法，其特征在于包含如下步驟： 1) 把需要著色物體放置于生產環(huán)境中的載物臺上； 2) 在生產環(huán)境中安裝攝像系統(tǒng)、光照裝置及噴筆裝置，并將攝像系統(tǒng)、光照裝置及噴筆 裝置分別連接于主控計算機； 3) 把需要著色物體彩色圖像模板輸入主控計算機保存； 4) 根據生產環(huán)境的情況調整光照裝置的光照亮度，使需要著色物體拍攝圖像具有良好 的辨識度，用攝像系統(tǒng)拍攝需要著色物體的照片； 5) 將步驟4)攝像系統(tǒng)拍攝的照片輸入主控計算機內，主控計算機根據聯(lián)動機制，與步 驟3)的彩色圖像模板對比，開始對攝像系統(tǒng)拍攝的照片進行圖像處理并輸出坐標及顏色參 數； 6) 噴筆裝置根據步驟5)中主控計算機輸出的坐標及顏色參數選擇對應的顏色對需要 著色物體的相應部位進行自動著色； 7) 著色完成后反饋給王控計算機，完成著色； 8) 重復步驟1) -7)，進行下一個物體的著色，著色完成后關閉各裝置。
[0006] 所述的一種基于圖像分割的自動著色方法，其特征在于 步驟4)中所述的光照裝置的光照強度有3檔，分別為低、中、高3檔，白天室內光照度 足夠，設置為1檔；陰天光照度不足，設置為2檔；黑夜，則設置為3檔。
[0007] 所述的一種基于圖像分割的自動著色方法，其特征在于步驟5)中對照片進行圖像 處理方式如下： 1) 先將步驟4)拍攝得到的圖像進行灰度化處理得到灰色圖像，然后利用均值漂移算 法，對灰色圖像依照彩色圖像模板進行分割，得到需要進行著色的區(qū)塊； 2) 將灰色圖像T (TK，Te，TB)和彩色模板圖像K (KK，Ke，KB)分別從RGB色彩空間轉換 至Ια β色彩空間，轉換后的灰色圖像為Τ (?\，Τα，Te)，轉換后的彩色模板圖像為K (I， Κα，Κ0)，?\、&分量按計算公式（1)計算，Τα，Κ α分量按計算公式（2)計算，Te，Ke分量按 公式（3)計算：

【權利要求】
1. 一種基于圖像分割的自動著色方法，其特征在于包含如下步驟： 1) 把需要著色物體放置于生產環(huán)境中的載物臺（5)上； 2) 在生產環(huán)境中安裝攝像系統(tǒng)（2)、光照裝置（3)及噴筆裝置（4)，并將攝像系統(tǒng)（2)、 光照裝置（3 )及噴筆裝置（4)分別連接于主控計算機（1); 3) 把需要著色物體彩色圖像模板輸入主控計算機（1)保存； 4) 根據生產環(huán)境的情況調整光照裝置（3)的光照亮度，使需要著色物體拍攝圖像具有 良好的辨識度，用攝像系統(tǒng)（2)拍攝需要著色物體的照片； 5) 將步驟4)攝像系統(tǒng)（2)拍攝的照片輸入主控計算機（1)內，主控計算機根據聯(lián)動機 制，與步驟3)的彩色圖像模板對比，開始對攝像系統(tǒng)（2)拍攝的照片進行圖像處理并輸出 坐標及顏色參數； 6) 噴筆裝置（4)根據步驟5)中主控計算機（1)輸出的坐標及顏色參數選擇對應的顏 色對需要著色物體的相應部位進行自動著色； 7) 著色完成后反饋給王控計算機（1 )，完成著色； 8) 重復步驟1) -7)，進行下一個物體的著色，著色完成后關閉各裝置。
2. 根據權利要求1所述的一種基于圖像分割的自動著色方法，其特征在于 步驟4)中所述的光照裝置（4)的光照強度有3檔，分別為低、中、高3檔，白天室內光 照度足夠，設置為1檔；陰天光照度不足，設置為2檔；黑夜，則設置為3檔。
3. 根據權利要求1所述的一種基于圖像分割的自動著色方法，其特征在于 步驟5)中對照片進行圖像處理方式如下： 1) 先將步驟4)拍攝得到的圖像進行灰度化處理得到灰色圖像，然后利用均值漂移算 法，對灰色圖像依照彩色圖像模板進行分割，得到需要進行著色的區(qū)塊； 2) 將灰色圖像T (TK，Te，TB)和彩色模板圖像K (KK，Ke，KB)分別從RGB色彩空間轉換 至Ια β色彩空間，轉換后的灰色圖像為Τ (?\，Τα，Te)，轉換后的彩色模板圖像為K (I， Κα，Κ0)，?\、&分量按計算公式（1)計算，Τα，Κ α分量按計算公式（2)計算，Te，Ke分量按 公式（3)計算：
其中，/表示亮度，它的值域是0到100, σ表示從洋紅色至綠色的范圍，，表示從黃 色至藍色的范圍，值域都是+127至-128,其中+127 σ是紅色，-128 σ是綠色，+127,是 黃色，-128 Α是藍色，所有顏色就以這三個值交互變化所表示； 由于本研究方法是用亮度來進行匹配，為避免匹配上的錯誤，必須對彩色圖像進行亮 度重映射，調整其亮度，公式為：
公式中，K~是彩色模板圖像處理后的亮度值；μ〇)和σ〇)分別為圖像所有像素的平 均值和標準差，*為或& ; 對步驟1)中得到的需要進行著色區(qū)塊中的每一點，在彩色圖像模板中搜索能與之匹配 的點，通過下面公式進行匹配：
（i，j)、I\ (i，j)分別為公式（4)和公式（1)計算出來的、?\值，（i，j)為相應值 所在的坐標點，如果t < 0. 05,則把匹配的坐標點（i, j)和該點的Κα, Ke作為顏色參數輸 出。
4. 一種如權利要求1所述的基于圖像分割的自動著色方法所用的著色裝置，其特征在 于所述的著色裝置包括攝像系統(tǒng)（2)、光照裝置（3)及噴筆裝置（4)、主控計算機（1)及載物 臺（5)，所述的攝像系統(tǒng)（2)及噴筆裝置（4)分別設于載物臺（5)的上端，攝像系統(tǒng)（2)、光 照裝置（3 )及噴筆裝置（4)分別連接主控計算機（1 )，光照裝置（3 )置于生產環(huán)境中并連接 到主控計算機（1)，根據環(huán)境的變化，光照裝置（3)調整不同的亮度，使拍攝的物體圖像具 有良好的辨識度，攝像系統(tǒng)（2)拍攝物體圖像后傳輸到主控計算機（1 )，主控計算機（1)進 行處理后輸出控制信號到噴筆裝置（4)進行對要著色物體自動著色。
5. 如權利要求4所述的基于圖像分割的自動著色方法所用的著色裝置，其特征在于所 述的主控計算機（1)通過I/O 口連接攝像系統(tǒng)（2)、光照裝置（3)及噴筆裝置（4)。
【文檔編號】B41J29/38GK104044352SQ201410272213
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月18日 優(yōu)先權日:2014年6月18日
【發(fā)明者】姚明海, 章國瓊, 王憲保, 王辛剛, 何文秀 申請人:浙江工業(yè)大學