專利名稱：自動分析格子布色紗排列的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動分析格子布色紗排列的方法，特別是一種使用圖象處理方法自動分析格子布色紗排列的方法。
習(xí)知對于格子布的色紗排列式樣計算方法，必需完全依賴人工的方式處理，分析者藉由密度鏡及分紗針，以人眼進行色紗顏色及根數(shù)的辨視，然后所得的資料提供給制造者，才能織出所需之格子布，或提供給布樣設(shè)計者進行開發(fā)工作，但在進行開發(fā)工作之前，必需將色紗的顏色及根數(shù)以不同的代碼打入電腦，此種人工方式常須耗費大量的人力及時間，非常不符經(jīng)濟效益。
本發(fā)明的主要目的，在于提供一種利用數(shù)字圖象處理技術(shù)，可快速分析格子布色紗排列的方法，以改善人工分析時，不僅速度慢而且容易產(chǎn)生錯誤等缺點。
本發(fā)明的自動分析格子布色紗排列的方法，主要流程是由背面投光，計算紗線中心位置，正面投光，圖象過濾，色紗顏色辨視，圖象銜接，色紗排列辨視，建檔及連線電腦輔助織物設(shè)計系統(tǒng)等流程所組成。
現(xiàn)配合附圖及實施例，說明本發(fā)明的特徵及功效如下


圖1為本發(fā)明的圖象處理裝置方框圖；圖2為顏色選定流程圖；圖3為顯示于屏幕上的色紗顏色選定情形示意圖4為紗線顏色辯視流程圖；圖5為顯示于屏幕上的檢測紗線中心位置的示意圖；圖6為顯示于屏幕上的紗線顏色辨視結(jié)果示意圖；請先參閱附圖1所示，為本發(fā)明的圖象處理裝置的方框圖，包括有(1)顯微攝影機(CCD)1由顯微鏡與攝影機連成一體，攝影機1的鏡頭可以由20倍到40倍變化。
(2)光纖投光器有三支可以調(diào)整投光角度的光管，作為正面打光之用。白色光日光燈為圓形，環(huán)繞在一個箱體內(nèi)，作為背面打光之用。
(3)微電腦4采用PC-AT386個人電腦做為中央監(jiān)控主體，將圖象處理器2獲得的特徵數(shù)據(jù)做分析、比對與辨識工作。
(4)圖象處理介面卡6采用MVP-AT系統(tǒng)，具有四個像暫存區(qū)，此四個圖象暫存區(qū)具有512×480×8解析度，可分別作黑白顯示，亦可累加做彩色圖象顯示。
(5)熱感式圖象印制機3為視覺系統(tǒng)輸出單位之一，解析度達640×614。
其中光源可分正面光源12及背面光源13，分析完成后的數(shù)據(jù)可存于存儲器5中，便于電腦輔助織物系統(tǒng)的讀取。
藉由上述裝置，本發(fā)明的系統(tǒng)流程主要可分別兩部份，請參閱圖2、4，其中第一部份為顏色選定(圖2)其流程如下
(1)圖象拾取在正面光源12的作用下，將欲分析的格子布的圖象以顯微攝影機攝取。
(2)顏色選定屏幕分割成兩部份，在左邊的組成為庫色，色紗顏色儲存表及目前游標(biāo)所在圖象的RGB值，右半邊為拾取的圖象，利用鼠標(biāo)器移動位于圖象中的游標(biāo)，以事先選擇格子布內(nèi)的所有色紗顏色，圖3顯示屏幕上色紗顏色選定情形。
(3)分析范圍輸入輸入分析一完全組織所需的大約距離，以提供XY-移動臺7移動次數(shù)之用。第二部份為色紗顏色辨識，流程如圖4所示，其大致流程如下所述(4)紗線中以位置檢測利用背面投光時，光線透過紗線產(chǎn)生不同的明暗度，以計算出圖象中所有的紗線中心位置，此時所處理的圖象為0～255個階級的灰度值圖象，因為紗線中心處為紗線最厚的位置，其透光率最低，故所產(chǎn)生的灰度值亦最低，因此利用此項特徵可以獲得圖象中心紗線的中心位置，圖5顯示檢測紗線中心位置的情形。
(5)圖象過濾本發(fā)明利用顯微攝影機3，依格子布11的經(jīng)緯不同，而采用不同的倍率(20～40倍)予以取像，因為圖象為放大的微觀狀態(tài)，紗線毛羽因為位于布面較高位置的緣故，在圖象中會以較高的灰度值出現(xiàn)，這些雜訊會直接影響圖象的質(zhì)量，造成辨色時的困擾，故利用高斯過濾將圖象的雜訊降低或消除，高斯過濾法是使用一個面罩(mask)將原圖象中的第一象素加以計算，而得到一個新的過濾圖象，其使用的面罩如下所示
1 2 2 2 12 2 3 2 22 4 7 4 22 2 3 2 21 2 2 2 1其計算方程式如下G′=1NΣi=1NWiGi]]>其中N為面罩中的元素個數(shù)總和，W為面罩中各元素的值，G為各象素的灰度值，G’為計算后的新灰度值，此時所過濾的圖象為全彩色圖象。(6)紗線顏色辨識此時圖象為全彩色圖象，處理時可一次讀取每一象素的值(24Bits)，或分成RGB三原色三次讀取，然后進行辨識計算的工作，如第一部份的流程所述，已在色庫中指定出格子內(nèi)的所有顏色，例如11、12、………In，每根紗線讀取2000象素(Pixels)、X(10)×Y(200)，依據(jù)每個象素的RGB值分配到所屬的指定顏色，例如NI1、NI2………NIn，其中NI1表示此根紗中屬于顏色I1的所有象素個數(shù)。將NI除MI而得到每根紗線中的顏色比率，例如RI1＝NI1/MI1，當(dāng)然，顏色比率最大者，即代表此根紗的顏色，其計算方程式如下RI(i)=NI(i)MI(i),1≤i≤n,]]>n為指定顏色圖6顯示辨識紗線顏色的情形，紗線顏色辨識完成后，在圖象中以計算所得的色紗顏色繪制的長條形，重疊于每根色紗上面，以利檢視，此時可利用鼠標(biāo)器及圖象下面的指定顏色色庫，進行修改的工作。
(7)圖象銜接 由于圖象為高倍率放大，事實上每次都拾取的圖象實際范圍不能包括一完全組織的大小，而必須連續(xù)辨識多個圖象以決定在樣布上的完整色紗排列式樣，因此產(chǎn)生了圖象間銜接的問題，采用的方法是在背面打光時，同時檢測出最后一根紗線的邊界位置，此時圖象為灰度值圖象，然后記取其與鄰近象素的特徵(一長條形內(nèi)所有灰度值)，當(dāng)圖象像經(jīng)XY-移動臺7的移動到下一圖象時，因為XY-移動臺7精確度，光源或布面等因素的影響，圖象會與原預(yù)期位置有所偏離，此時利用電腦存儲器中所儲存上一圖象的紗邊界特徵，由預(yù)期位置由上而下，由左而右進行圖形比對動作，當(dāng)PP(n，m)最小時，則(n’m)為正確的圖象銜接位置，其計算方程式如下
其中，P為上一圖象最后一根紗之邊界特徵，P’為目前圖象的被比較區(qū)，N×M為長條形的大小，(N+n)×(M+m)為比較區(qū)的范圍。綜上所述，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較具有如下效果
本發(fā)明利用圖象處理技術(shù)，可以精確地辨認(rèn)出所有采色圖象中的所有紗線顏色，應(yīng)用快速自動的方法獲得格子布內(nèi)的一完整的色紗排列式樣，以代替人工分析所產(chǎn)生種種不符經(jīng)濟效益的缺點，并可利用此辨視的結(jié)果，提供電腦輔助設(shè)計織物系統(tǒng)進行開發(fā)的工作，因此本發(fā)明已提供了較強的實用性。
權(quán)利要求
1.一種使用圖象處理自動分析格子布色紗排列的方法，包括以下步驟(1)源背面投光，計算出紗線中心位置，(2)光源施以正面投光，(3)圖象處理介面卡接收顯微攝影機所得的數(shù)據(jù)，并施予圖象過濾，(4)傳送至微電腦做分析、比對或銜接，以及顏色選定和色紗顏色辨視，(5)圖象印制機及顯示器，以輸出訊息，做為建檔及輔助織物設(shè)計系統(tǒng)，藉由上述流程以對各種不同成份及顏色組合的格子布進行色紗排列的辨識。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動分析格子布色紗排列的方法，其特征在于，所述顏色選定的步驟為(1)圖象拾取在正面投光的條件下，將欲分析的格子布的圖象以顯微攝影機攝取；(2)顏色選定屏幕分割成兩部份，左半邊的組成為庫色，色紗顏色儲存表及目前游標(biāo)所在圖象的RGB值，右半邊為拾取的圖象，利用鼠標(biāo)器移動位于圖象中的游標(biāo)，以事先選擇格子布內(nèi)的所有色紗顏色；(3)分析范圍輸入輸入分析一完全組織所需的大約距離，以提供XY-移動臺移動次數(shù)之用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動分析格子布色紗排列的方法，其特征在于，所述色紗顏色辨識步驟為(1)紗線中心位置檢測利用背面投光時，光線通過紗線產(chǎn)生不同的明暗度，以計算出圖象中所有的紗線中心位置，此時所處理的圖象為0～255個階級的灰度值圖象，因此紗線中心處為紗線最厚的位置，其透光率最低，故所產(chǎn)生的灰度值亦最低，因此利用此項特徵可以獲得圖象中心紗線的中心位置；(2)紗線顏色辨識此時圖象為全彩色圖象，處理時可一次讀取每一象素的值，或分成RGB三原色三次讀取，然后進行辨識計算工作，如第一部份的流程所述，已在色庫中指定出格子布內(nèi)的所有顏色，例如I1，I2，………In，每根紗線讀取2000象素、X(10)×Y(200)，依據(jù)每個圖素的RGB值分配到所屬的指定顏色，例如，NI1、NI2………NIn，其中NI1表示此根紗中屬于顏色I1的所有象素個數(shù)，再利用統(tǒng)計方式，計算出紗線為某一顏色時，所得到的最多象素個數(shù)作為比較標(biāo)準(zhǔn)，例MI1、MI2、………MIn，其中MI1表示紗線屬于顏色I1時最多的象素個數(shù)。將NI除MI而得到每根紗線中的顏色比率，例如RI1＝NI1/MI1，顏色比率最大者，即代表此根紗的顏色，其計算方程式如下RI(i)=NI(i)MI(i),1≤i≤n,]]>n為指定顏色，紗線顏色辨視完成后，在圖象中以計算所得的色紗顏色繪制的長條形，重疊于每根色紗上面，以利檢視，此時利用鼠標(biāo)器及圖象下面的指定顏色色庫，進行修改工作；(3)圖象銜接在背面打光時，同時檢測出最后一根紗線的邊界位置，此時圖象為灰度值圖象，然后記取其與鄰近象素特徵，當(dāng)圖象經(jīng)XY-移動臺移動到下一圖象時，利用電腦存儲器中所儲存上一圖象的紗邊界特徵，由預(yù)期位置由上而下，由左而右進行圖形比對動作，當(dāng)PP(n，m)為正確的圖象銜接位置，其計算方程式如下
其中，P為一上圖象最后一根紗線邊界特徵，P’為目前圖象被比較區(qū)，N×M為長條形的大小，(N+n)×(M+m)為比較區(qū)范圍。
全文摘要
一種使用數(shù)字圖象處理自動分析格子布色紗排列的方法，特別是一種流程簡單，精確，可快速辨認(rèn)格子布面上所有色紗顏色，而得到色紗排列式樣的方法；該圖象處理方法流程是經(jīng)由背面投光，計算紗線中心位置，正面投光，圖象過濾，色紗顏色辨視，圖象銜接，色紗排列辨視，建檔及連線電腦輔助織物設(shè)計系統(tǒng)等流程所組成；藉由該圖象處理方法，可對各種不同成分及顏色組合的格子布作色紗排列辨視。
文檔編號G06T1/00GK1164715SQ9610494
公開日1997年11月12日 申請日期1996年5月2日 優(yōu)先權(quán)日1996年5月2日
發(fā)明者林弘祺, 吳德樺, 連榮盛 申請人:財團法人中國紡織工業(yè)研究中心