專利名稱：一種色紡夾花織物的計算機仿真方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種色紡夾花織物的計算機仿真方法，屬于紡織技術(shù)領(lǐng)域的計算機仿真技術(shù)。
背景技術(shù)：
色紡夾花織物是指將兩種或兩種以上不同顏色的纖維經(jīng)過混合后紡制而成的色紡紗再經(jīng)過混色形成的不均勻顏色效果的織物效果，夾花效果的織物是色紡紗混合后所具有的獨特效果。夾花產(chǎn)生是由兩種或兩種以上顏色之間的色差、混合比例、混合的均勻性、生成工藝、夾花程度等原因共同影響的。利用計算機仿真實現(xiàn)多種顏色混合的隨機夾花紋理模板效果。由于雙組份色紡是夾花風格織物的主流風格。因此對企業(yè)生產(chǎn)中具有典型夾花紋理風格模板進行雙組份顏色的填充，夾花織物的計算機仿真對實際生產(chǎn)打樣具有非常重要的價值。目前企業(yè)在成產(chǎn)夾花織物完全憑借人工打樣，需要在反復的試驗，才能滿足客 戶在夾花織物的外觀及顏色上的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種可以使產(chǎn)品在正式成產(chǎn)前通過顯示器調(diào)整個展現(xiàn)夾花織物的效果，通過計算機打樣的方法替代原有的夾花織物打樣的過程，提高打樣效率，能夠更直觀更準確預測試樣的色紡夾花織物的計算機仿真方法。本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案來完成的，該計算機仿真方法是在已知多組份色紡夾花織物的單色樣顏色及比例配方的基礎上，將兩種或兩種以上不同顏色的紗線經(jīng)過混合后織成多組份色紡織物，該方法是通過計算機生成多組份隨機夾花紋理模板，或收集企業(yè)生產(chǎn)中具有典型夾花風格效果的實樣，掃描成圖片信息并生成雙組份典型夾花紋理模板；在得到所述隨機夾花紋理模板和典型夾花紋理模板的基礎上進行織物的組織紋理疊加，得到織物組織紋理模板，并對疊加后的圖像進行尖銳化處理，最終實現(xiàn)計算機仿真過程。所述的多組份隨機夾花紋理模板的生成是首先，通過色紡紗智能配色以確定多組份顏色的比例系數(shù)，在隨機生成的圖像中按照該比例系數(shù)進行顏色概率的填充，通過隨機擾動改變顏色的分布狀態(tài)，形成不具有規(guī)律的彩色像素點的真彩圖像；其次，在保證顏色準確的前提下，利用較好的平滑方法形成中間過渡色，對生成的真彩具有“夾花簇”效果的圖像進行圖像平滑化處理；最后，利用雙線性插值縮放的算法改變隨機夾花的風格，通過改變新生成的縮放圖像并對其保存使得多組份色紡織物夾花風格可以改變；所述的雙組份典型夾花紋理模板生成是首先，它是將典型的夾花紋理風格實樣掃描成圖像信息，利用二維離散傅里葉變換將夾花織物的圖像信息轉(zhuǎn)換到頻域中并利用Butterworth帶通濾波器的傳遞函數(shù)，去除織物的組織紋理，保留只具有典型夾花風格的紋理圖像；為得到仿真應用的夾花紋理模板，需對處理后的夾花圖像進行圖像增強處理；
其次，將具有夾花紋理的圖像變換后可產(chǎn)生一幅灰度級分布具有均勻概率密度的圖像，同時也擴展了夾花圖像像素取值的動態(tài)范圍；但是在不用的情況下，并不總是需要具有均勻直方圖的夾花效果的圖像，有時根據(jù)具體夾花紋理模板的風格，需要將圖像信息調(diào)整為特定直方圖的圖像，以便能夠更準確的對圖像中的某些灰度級加以增強處理，即直方圖規(guī)定化處理。只需規(guī)定希望的灰度概率密度函數(shù)，經(jīng)過變換可得到灰度夾花紋理模板；最后，在保證顏色準確的前提下，對具有典型夾花紋理模板的圖像進行雙組份顏色的填充，提出一種關(guān)于模板顏色填充的方法，具體是對生成的灰度夾花紋理圖像的每個像素點進行雙組份顏色混合的填充。由色紡紗智能配色軟打樣系統(tǒng)提供的配色方案。在保持模板總體顏色與目標樣顏色一致的約束條件下，根據(jù)單色纖維的顏色和比例，計算出模板各點的顏色值。而對于夾花紋理模板而言，模板像素的灰度值就代表著仿真時雙組份顏色的混合狀態(tài)。本發(fā)明所述的多組份隨機夾花紋理模板和雙組份典型夾花紋理模板通過織物的組織紋理疊加后構(gòu)成織物組織紋理模板，實現(xiàn)夾花織物的仿真模擬；
所述的疊加是要滿足不同的模板在疊加過程中的的平均亮度不變，(I)、統(tǒng)計組織紋理模板的像素點的大小，算出其平均亮度(L)值，要求調(diào)整組織紋理模板的平均亮度等于彩色夾花紋理模板的平均亮度，即對亮度的疊加實現(xiàn)；(2)、將彩色夾花紋理模板的灰階和飽和度a、b值疊加到組織紋理模板上，即對顏色的疊加實現(xiàn)。本發(fā)明所述織物的組織紋理疊加之前要考慮對織物的組織紋理進行尖銳化處理，以滿足夾花紋理與組織紋理疊加后能夠更清晰準確的實現(xiàn)計算機仿真；所述的尖銳化處理主要用于增強組織紋理圖像的邊緣及灰度跳變的部分，避免疊加后有陰影的出現(xiàn)，它采用的是拉普拉斯邊緣檢測算子V2G,該算子的特點是利用高斯濾波器對圖像進行平滑；通過判斷符號的變化確定出組織紋理零交叉點的位置，使組織紋理圖像更具有顆粒感，疊加后的仿真圖像更清晰。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，在保證顏色準確的前提下，提供多組份隨機夾花紋理模板和雙組份典型夾花風格紋理模板生成，再將兩種夾花紋理模板疊加不同組織紋理的計算機軟打樣方法，即在已知色紡紗的顏色及混合比例的基礎上，對隨機夾花紋理模板生成的圖像處理、對典型夾花紋理模板顏色填充的運算，結(jié)合圖像處理的方法改變不同的夾花程度，直接在計算機屏幕上進行夾花織物外觀及顏色效果的表達。從而提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，能夠更直觀更準確的預測試樣。與一般的計算機軟打樣比較，本發(fā)明具有如下技術(shù)特點本發(fā)明是實現(xiàn)對色紡夾花織物的軟打樣方法，建立在已知多組份色紡織物混合顏色的基礎上，通過生成隨機夾花模板及典型夾花紋理模板、調(diào)整夾花圖像的圖像分布及利用圖像處理等技術(shù)，實現(xiàn)織物的夾花紋理與組織紋理的疊加仿真實現(xiàn)過程。利用計算機顯示器實現(xiàn)夾花織物生產(chǎn)前工藝設計軟打樣。本發(fā)明解決了紡織企業(yè)在實現(xiàn)對色紡夾花織物的打樣效率慢、對比顏色效果差、自主開發(fā)應用等問題。本發(fā)明通過將圖像信息及生成的典型夾花紋理模板的顏色填充方法，開發(fā)了一種實現(xiàn)對色紡夾花織物的計算機打樣方法，實現(xiàn)快速模擬打樣，改變不同的夾花風格及夾花程度，并可進一步的實現(xiàn)為客戶準確的提供具有夾花效果織物的打樣，效率高、成本低，可以進一步的推進色紡企業(yè)夾花風格織物的生產(chǎn)打樣技術(shù)，提高企業(yè)的智能化發(fā)展。
它具有對兩種或兩種以上組份色紡夾花織物打樣生成效率高、工作量小、成本低、有利于重復打樣等特點。


圖I是本發(fā)明的計算機實現(xiàn)的雙組份色紡夾花織物的仿真流程示意圖。
具體實施例方式以下通過具體的實施方法進一步的說明本發(fā)明的實現(xiàn)過程，實現(xiàn)過程僅用于說明并不能限制本發(fā)明在實現(xiàn)多組份色紡紗夾花紋理織物的打樣過程的范圍。本發(fā)明所述的色紡夾花織物的計算機仿真方法，它是在已知多組份色紡夾花織物的單色樣顏色及比例配方的基礎上，將兩種或兩種以上不同顏色的紗線經(jīng)過混合后織成兩種或兩種以上組份色紡織物，該方法是先通過計算機生成多組份隨機夾花紋理模板，同時收集企業(yè)生產(chǎn)中具有典型夾花風格效果的實樣，掃描成圖片信息并生成雙組份典型夾花紋理模板；在得到所述隨機夾花紋理模板和典型夾花紋理模板的基礎上進行織物的組織紋理疊加，得到織物組織紋理模板，并對疊加后的圖像進行尖銳化處理，最終實現(xiàn)計算機仿真過程。所述的多組份隨機夾花紋理模板的生成是首先，通過色紡紗智能配色以確定多組份顏色的比例系數(shù)，在隨機生成的圖像中 按照該比例系數(shù)進行多種顏色概率的填充，通過隨機擾動改變顏色的分布狀態(tài)，形成不具有規(guī)律的彩色像素點的真彩圖像；其次，利用較好的平滑方法實現(xiàn)原多組份顏色不變的情況下形成中間過渡色，對生成的真彩具有“夾花簇”效果的圖像進行圖像平滑化處理；最后，利用雙線性插值縮放的算法改變隨機夾花的風格，通過改變新生成的縮放圖像并對其保存使得多組份色紡織物夾花風格可以改變；所述的雙組份典型夾花紋理模板生成是首先，它是將典型的夾花紋理風格實樣掃描成圖像信息，利用二維離散傅里葉變換將夾花織物的圖像信息轉(zhuǎn)換到頻域中并利用Butterworth帶通濾波器的傳遞函數(shù)，去除織物的組織紋理，保留只具有典型夾花風格的紋理圖像；為得到仿真應用的夾花紋理模板，需對處理后的夾花圖像進行圖像增強處理；其次，將具有夾花紋理的圖像變換后可產(chǎn)生一幅灰度級分布具有均勻概率密度的圖像，同時也擴展了夾花圖像像素取值的動態(tài)范圍；但是在不用的情況下，并不總是需要具有均勻直方圖的夾花效果的圖像，有時根據(jù)具體夾花紋理模板的風格，需要將圖像信息調(diào)整為特定直方圖的圖像，以便能夠更準確的對圖像中的某些灰度級加以增強處理，即直方圖規(guī)定化處理。只需規(guī)定希望的灰度概率密度函數(shù)，經(jīng)過變換可得到灰度夾花紋理模板；最后，對具有典型夾花紋理模板的圖像進行顏色的填充，提出一種關(guān)于模板顏色填充的方法，具體是對生成的灰度夾花紋理圖像的每個像素點進行雙組份顏色混合的填充。由色紡紗智能配色軟打樣系統(tǒng)提供的配色方案。在保持模板總體顏色與目標樣顏色一致的約束條件下，根據(jù)單色纖維的顏色和比例，計算出模板各點的顏色值。而對于夾花紋理模板而言，模板像素的灰度值就代表著仿真時雙組份顏色的混合狀態(tài)。
本發(fā)明所述的多組份隨機夾花紋理模板和雙組份典型夾花紋理模板通過與織物的組織紋理模板疊加后構(gòu)成色紡織物，實現(xiàn)色紡夾花織物的仿真模擬；所述的疊加是要滿足不同的模板在疊加過程中的的平均亮度不變，(I)、統(tǒng)計組織紋理模板的像素點的大小，算出其平均亮度(L)值，要求調(diào)整組織紋理模板的平均亮度等于彩色夾花紋理模板的平均亮度，即對亮度的疊加實現(xiàn)；(2)、將彩色夾花紋理模板的灰階和飽和度a、b值疊加到組織紋理模板 上，即對顏色的疊加實現(xiàn)。本發(fā)明所述織物的組織紋理疊加之前要考慮對織物的組織紋理進行尖銳化處理，以滿足夾花紋理與組織紋理疊加后能夠更清晰準確的實現(xiàn)計算機仿真；所述的尖銳化處理主要用于增強組織紋理圖像的邊緣及灰度跳變的部分，避免疊加后有陰影的出現(xiàn)，它采用的是拉普拉斯邊緣檢測算子V2G,該算子的特點是利用高斯濾波器對圖像進行平滑；通過判斷符號的變化確定出組織紋理零交叉點的位置，使組織紋理圖像更具有顆粒感，疊加后的仿真圖像更清晰。實施例本發(fā)明所述的計算機仿真方法主要包括如下內(nèi)容(I)、前期準備，分析形成色紡夾花織物形成的原因及選定具有特定夾花風格效果的實樣進行掃描分析處理；(2)、多組份隨機夾花紋理模板的生成；(3)、雙組份典型夾花風格紋理模板的生成；(4)、對具有雙組份典型夾花紋理模板的圖像進行顏色的填充，提出一種關(guān)于模板顏色填充的方法；(5)、實現(xiàn)夾花織物的仿真模擬，在得到兩種不同夾花紋理模板的基礎上進行織物的組織紋理疊加，并對疊加后的圖像進行尖銳化處理，滿足色紡夾花織物軟打樣的實現(xiàn)。如圖I所示，本發(fā)明實現(xiàn)色紡夾花織物的計算機仿真方法的流程示意圖，包括如下幾方面(I)、前期準備，分析形成色紡夾花織物形成的原因及選定具有特定夾花風格效果的實樣進行掃描分析處理；本發(fā)明實現(xiàn)的仿真是已知多組份色紡夾花織物的單色樣顏色及比例配方的基礎上，多組份色紡織物是由兩種或兩種以上不同顏色的紗線經(jīng)過混合后織成的，紗線混合不均勻出現(xiàn)的夾花風格是色紡織物的獨特效果，夾花效果的產(chǎn)生是受兩種或兩種以上混合顏色纖維之間的色差、混合比例、混合的均勻性、生產(chǎn)工藝等原因共同影響的。結(jié)合企業(yè)在實際生產(chǎn)過程中設計理念為依據(jù)，在企業(yè)生產(chǎn)之前的人工夾花工藝設計圖，實現(xiàn)通過計算機生成多組份隨機夾花紋理模板。同時收集企業(yè)生產(chǎn)中具有典型夾花風格效果的實樣，掃描成圖片信息。(2)、多組份隨機夾花紋理模板的生成；首先，根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)工藝設計理念為依據(jù)，進行多組份隨機夾花紋理模板的生成，通過色紡紗智能配色可確定多組份顏色的比例系數(shù)，在隨機生成的圖像中按照該比例系數(shù)進行多種顏色概率的填充，通過隨機擾動改變顏色的分布狀態(tài)，形成不具有規(guī)律的彩色像素點的真彩圖像。其次，對生成的真彩具有“夾花簇”效果的圖像進行圖像平滑化處理，其目的是利用較好的平滑方法實現(xiàn)原多組份顏色不變的情況下形成中間過渡色。本方法采用的是將隨機生成的彩色圖像進行領(lǐng)域平均法實現(xiàn)，假設一幅圖像f (X，y)，平滑處理后的圖像為g(X，y)。方法有下式?jīng)Q定 )其他其中x，y = 0，1，2L，N_l，平滑處理后的彩色效果圖像g(x，y)中的每個像素的灰度值均由包含在(x，y)的預定鄰域中的f(x，y)的像素的平均亮度決定的，當某些點與它自身鄰域點的灰度平均值的差不超過給定的閾值T時，就保留其灰度值不變，如果大于這個閾值，就用它們的灰度值來代替該點的灰度值。通過鄰域的平均法處理后的夾花紋理模板可以實現(xiàn)中間過渡色。最后，為了滿足企業(yè)生產(chǎn)多組份色紡夾花織物的設計理念，需要通過利用雙線性插值縮放的算法改變隨機夾花的風格，對f(0，0)和f(l，0)之間進行線性插值，可以表示f(x,0) = f (0,0)+x[f (l,0)-f (0,0)](2)對f (0，I)和f (1，I)之間進行線性插值，可以表示f(x,l) = f (0, l)+x[f (I, l)-f (0,1)](3)對f(x，0)和f(x，l)之間進行線性插值，可以表示f (x, y) = f (x, 0) +y [f (x, I) -f (x, 0) ](4)將式⑵和式(3)代入到⑷整理后得公式f (x, y) = (1-x) (l-y)f (0,0)+x(l-y)f (l,0) + (l-x)yf (0, l)+xyf (I, I) (5)將式(5)的點(0，0)、(1，0)、(0，1)、(1，1)分別用(i，j)、(i+l，j)、(i，j+l)、(i+l，j + 1)表示，其中用x=i+a，y=j+0。0≤a , β < I,均為為浮點數(shù)。而需要的像素值由f(i+a，j+@)可以由(i，j)、(i + 1，j)、(i，j + 1)、(i + 1，j + 1)四點的大小所決定，因此經(jīng)真理后的雙線性插值的公式可以表示為f(i+a，j+|3) = (l-a)(l-|3)f(i, j) + a (l-f3)f(i+l, j) + (l-a)|3f ' (i,j+l) + a (i+1, j+1) (6)其中f (i，j)表示(i，j)像素點所對應表示的值。由于雙線性插值算法不會出現(xiàn)像素有不連續(xù)不均勻等現(xiàn)象。通過改變新生成的縮放圖像并對其保存使得多組份色紡織物夾花風格可以改變。(3)、雙組份典型夾花風格紋理模板的生成；將典型的夾花紋理風格實樣掃描成圖像信息，利用二維離散傅里葉變換將夾花織物的圖像信息轉(zhuǎn)換到頻域中并利用Butterworth帶通濾波器的傳遞函數(shù)

去除織物的組織紋理，保留只具有典型夾花風格的紋理圖像，為得到仿真應用的夾花紋理模板，需對處理后的夾花圖像進行圖像增強處理，應用直方圖均衡化處理，將夾花紋理圖像假設變換函數(shù)為
權(quán)利要求
1.一種色紡夾花織物的計算機仿真方法，該計算機仿真方法是在已知多組份色紡夾花織物的單色樣顏色及比例配方的基礎上，將兩種或兩種以上不同顏色的紗線經(jīng)過混合后織成兩種或兩種以上組份色紡織物，其特征在于該方法是先通過計算機生成多組份隨機夾花紋理模板，或收集企業(yè)生產(chǎn)中具有典型夾花風格效果的實樣，掃描成圖片信息并生成雙組份典型夾花紋理模板；在得到所述隨機夾花紋理模板和典型夾花紋理模板的基礎上進行織物的組織紋理疊加，得到織物組織紋理模板，并對疊加后的圖像進行尖銳化處理，最終實現(xiàn)計算機仿真過程。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的色紡夾花織物的計算機仿真方法，其特征在于所述的多組份隨機夾花紋理模板的生成是 首先，通過色紡紗智能配色以確定多組份顏色的比例系數(shù)，在隨機生成的圖像中按照該比例系數(shù)進行個顏色概率的填充，通過隨機擾動改變顏色的分布狀態(tài)，形成不具有規(guī)律的彩色像素點的真彩圖像； 其次，在保證顏色準確的前提下，利用平滑方法實現(xiàn)形成中間過渡色，對生成的真彩具有“夾花簇”效果的圖像進行圖像平滑化處理； 最后，利用雙線性插值縮放的算法改變隨機夾花的風格，通過改變新生成的縮放圖像并對其保存使得多組份色紡織物夾花風格可以改變； 所述的雙組份典型夾花紋理模板生成是首先，-它是將典型的夾花紋理風格實樣掃描成圖像信息，利用二維離散傅里葉變換將夾花織物的圖像信息轉(zhuǎn)換到頻域中并利用Butterworth帶通濾波器的傳遞函數(shù)，去除織物的組織紋理，保留只具有典型夾花風格的紋理圖像；為得到仿真應用的夾花紋理模板，需對處理后的夾花圖像進行圖像增強處理；其次，將具有夾花紋理的圖像變換后可產(chǎn)生一幅灰度級分布具有均勻概率密度的圖像，同時也擴展了夾花圖像像素取值的動態(tài)范圍；但是在不用的情況下，并不總是需要具有均勻直方圖的夾花效果的圖像，有時根據(jù)具體夾花紋理模板的風格，需要將圖像信息調(diào)整為特定直方圖的圖像，以便能夠更準確的對圖像中的某些灰度級加以增強處理，即直方圖規(guī)定化處理。只需規(guī)定希望的灰度概率密度函數(shù)，經(jīng)過變換可得到灰度夾花紋理模板；最后，在保證顏色準確的前提下，對具有典型夾花紋理模板的圖像進行顏色的填充，提出一種關(guān)于模板顏色填充的方法，具體是對生成的灰度夾花紋理圖像的每個像素點進行雙組份顏色混合的填充。由色紡紗智能配色軟打樣系統(tǒng)提供的配色方案。在保持模板總體顏色與目標樣顏色一致的約束條件下，根據(jù)單色纖維的顏色和比例，計算出模板各點的顏色值。而對于夾花紋理模板而言，模板像素的灰度值就代表著仿真時雙組份顏色的混合狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的色紡夾花織物的計算機仿真方法，其特征在于所述的多組份隨機夾花紋理模板和雙組份典型夾花紋理模板通過織物的組織紋理疊加后構(gòu)成織物組織紋理模板，實現(xiàn)夾花織物的仿真模擬； 所述的疊加是要滿足不同的模板在疊加過程中的的平均亮度不變，(I)、統(tǒng)計組織紋理模板的像素點的大小，算出其平均亮度(L)值，要求調(diào)整組織紋理模板的平均亮度等于彩色夾花紋理模板的平均亮度，即對亮度的疊加實現(xiàn)；(2)、將彩色夾花紋理模板的灰階和飽和度a、b值疊加到組織紋理模板上，即對顏色的疊加實現(xiàn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的色紡夾花織物的計算機仿真方法，其特征在于所述織物的組織紋理疊加之前要考慮對織物的組織紋理進行尖銳化處理，以滿足夾花紋理與組織紋理疊加后能夠更清晰準確的實現(xiàn)計算機仿真；所述的尖銳化處理主要用于增強組織紋理圖像的邊緣及灰度跳變的部分，避免疊加后有陰影的出現(xiàn)，它采用的是拉普拉斯邊緣檢測算子 V (;，該算子的特點是利用高斯濾波器對圖像進行平滑；通過判斷符號的變化確定出組織紋理零交叉點的位置，使組織紋理圖像更具有顆粒感，疊加后的仿真圖像更清晰。
全文摘要
一種色紡夾花織物的計算機仿真方法，該計算機仿真方法是在已知多組份色紡夾花織物的單色樣顏色及比例配方的基礎上，將兩種或兩種以上不同顏色的紗線經(jīng)過混合后織成兩種或兩種以上組份色紡織物，該方法是先通過計算機生成多種顏色混合的隨機夾花紋理模板，或收集企業(yè)生產(chǎn)中具有典型夾花風格效果的實樣，掃描成圖片信息并生成雙組份典型夾花紋理模板；在得到所述隨機夾花紋理模板和典型夾花紋理模板的基礎上進行織物的組織紋理疊加，得到織物組織紋理模板，并對疊加后的圖像進行尖銳化處理，最終實現(xiàn)計算機仿真過程；本發(fā)明的方法實現(xiàn)了企業(yè)工人利用計算機對色紡織物生產(chǎn)前的主動設計，解決了對色紡夾花織物打生成效率低、工作量大、成本高、不利于重復打樣等問題。
文檔編號G06F17/50GK102750405SQ201210181970
公開日2012年10月24日 申請日期2012年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月5日
發(fā)明者周華, 李丹, 陳維國 申請人:浙江理工大學