基于灰度的孔裝飾板加工方法及應用其的加工系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及孔裝飾板加工領域，尤其涉及一種基于灰度的孔裝飾板加工方法及應用其的加工系統(tǒng)，該加工方法包括如下步驟：（1）獲取定制圖像；（2）圖像灰度化處理；（3）圖像區(qū)域分割；（4）定義區(qū)域連接的孔的參數(shù)；（5）轉(zhuǎn)化加工工藝數(shù)據(jù)；（6）生成數(shù)控加工程序。所述加工方法和加工系統(tǒng)通過利用圖像處理技術，集成生產(chǎn)前準備環(huán)節(jié)的處理工作；結(jié)合“灰度化”方法處理圖像，以“灰度值”映射于打孔特征，細化圖像特征，加強成像效果，以實現(xiàn)計算機自動化“數(shù)據(jù)挖掘”，避免成像粗糙等問題，提高了產(chǎn)品成像質(zhì)量；集成自動生成數(shù)控加工程序功能，降低勞動力消耗，降低成本，有利于推廣產(chǎn)品生產(chǎn)與使用。
【專利說明】
基于灰度的孔裝飾板加工方法及應用其的加工系統(tǒng)
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及孔裝飾板加工領域，尤其涉及一種基于灰度的孔裝飾板加工方法及應用其的加工系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]裝飾板在家居裝飾品在近年來興起，具有藝術化效果，樣式優(yōu)美，家具裝飾使用范圍廣泛，只要依靠數(shù)控沖床等設備便可進行加工生產(chǎn)與制造，受到關注。而隨著多樣化家居產(chǎn)品的興起，人們開始設想制造偏向于藝術化、定制化與個性化的新型裝飾板產(chǎn)品，其中廣受關注的便是‘打孔作畫’的新型孔裝飾板。該產(chǎn)品通過利用了孔與背景襯托效果、鏤空差異對比等，可以孔來模擬像素分布來實現(xiàn)“照片化”或“圖像化”效果，使得裝飾板具有更強的藝術化效果、可定制性強、樣式更加精美，具有強大的市場競爭力，受到廣大廠家的關注與市場的期待。
[0003]該產(chǎn)品使用設備簡單，通過合適數(shù)控設備即可加工，加工過程簡單，但需要進行復雜的前期加工準備，以獲得詳細的加工工藝數(shù)據(jù)，編寫數(shù)控加工程序，才能實現(xiàn)數(shù)控加工。在過去獲取加工工藝數(shù)據(jù)的方式是以部分藝術家的‘打孔作畫’型藝術作品作為參考，通過大量人力勞動進行觀察、分析與人工測量，再與定制圖像進行對照與模擬，通過工人經(jīng)驗確定轉(zhuǎn)化過程中由圖像轉(zhuǎn)化成的孔的位置分布、大小、密度等參數(shù)，再將獲得數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化編寫為數(shù)控加工程序，然后輸入數(shù)控加工設備實現(xiàn)藝術化裝飾板(孔裝飾板)的制造。
[0004]現(xiàn)有的應用于孔裝飾板的制造技術主要通過人工實現(xiàn)對板的工藝數(shù)據(jù)挖掘與加工工藝的設計，即以人工對定制圖像進行測量，參考工人經(jīng)驗，確定圖像加工參數(shù)并記錄，最后根據(jù)其編制孔裝飾板的加工工藝與加工數(shù)控程序。該方式?jīng)]有自動化功能，主要依靠人力勞動與工人經(jīng)驗，產(chǎn)品質(zhì)量隨工人經(jīng)驗及審美差異波動，由于每件產(chǎn)品中孔的數(shù)量往往成千上萬，生產(chǎn)準備耗時長，定制化困難。
[0005]雖然近年來嘗試使用計算機技術來取代孔裝飾板制造中的工藝數(shù)據(jù)挖掘技術環(huán)節(jié)、以實現(xiàn)板裝飾板的自動化制造，但暫未形成完善的方法或流程，技術方案集成化程度低，對定制圖像的處理方式簡陋，圖像經(jīng)處理后部分圖像特征模糊與缺失，導致圖像的工藝數(shù)據(jù)挖掘程度不高，使得孔裝飾板的成像模糊、失真，成像效果不理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提出一種基于灰度的孔裝飾板加工方法及應用其的加工系統(tǒng)，該加工方法和加工系統(tǒng)能輔助孔裝飾板的實現(xiàn)自動化制造，應用于孔裝飾板的加工前準備環(huán)節(jié)。
[0007]為達此目的，本發(fā)明采用以下技術方案:
基于灰度的孔裝飾板加工方法，應用與數(shù)控加工機床，所述加工方法包括如下步驟:
I)獲取定制圖像:將孔裝飾板的定制圖像導入系統(tǒng)，并處理成能在后續(xù)操作過程中兼容的特定圖像格式文件； (2)圖像灰度化處理:對步驟(I)中得到的特定圖像格式文件進行灰度化處理，得到灰度圖像；
(3)圖像區(qū)域分割:根據(jù)灰度圖像各個區(qū)間灰度值差異將灰度圖像分割成若干個區(qū)域；
(4)定義區(qū)域鏈接的孔的參數(shù):根據(jù)每個區(qū)域灰度值區(qū)間為每個區(qū)域分配對打孔參數(shù)，并構(gòu)建“區(qū)域一打孔參數(shù)”的鏈接；
(5)轉(zhuǎn)化加工工藝數(shù)據(jù):為每個區(qū)域定義位置基準，再通過步驟(4)中的個區(qū)域灰度區(qū)間數(shù)據(jù)與打孔參數(shù)得映射關系，將圖像的灰度值數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為孔的特征的加工數(shù)據(jù)，并根據(jù)該加工數(shù)據(jù)，生成數(shù)控設備的加工數(shù)控程序；
(6)生成數(shù)控加工程序:生成并保存數(shù)控加工設備能導入使用的數(shù)控程序文件。
[0008]更優(yōu)的，所述步驟(2)中對特定圖像格式文件進行灰度化處理包括如下步驟:
a、灰度化:將特定圖像格式文件采用灰度范圍值為0-225的單一采樣顏色處理，得到灰度圖像；
b、灰度直方圖統(tǒng)計:掃描灰度圖像，建立灰度直方圖；
c、峰值采樣:采集灰度直方圖中的峰值;消除個別相鄰程度很高的峰值后，以峰值為中心，以峰值間距中點或峰谷為區(qū)域劃分點，劃出對應大小的區(qū)間。
[0009]通過該方法便可獲得可變的區(qū)間劃分與區(qū)間劃分范圍，將以它作為區(qū)域分割的參考閾值。
[0010]更優(yōu)的，所述步驟(3)中根據(jù)灰度圖像各個區(qū)間灰度值差異將灰度圖像分割包括如下步驟:
d、區(qū)域生長:得到劃分區(qū)間后，在灰度圖像中以步驟c中采樣值為取點值進行隨機取點，然后采用圖像分割算法進行以取得的點為中心進行區(qū)域擴張；
e、邊緣檢測:在區(qū)域生長過程中，需要使用邊緣檢測算法對區(qū)域生長界限進行判定，以灰度劃分區(qū)間為區(qū)域分割閾值，檢測區(qū)域是否到達灰度區(qū)間劃分閾值；
f、區(qū)域劃分:重復進行步驟d，待整個灰度圖像劃分為大小、形狀不一的區(qū)域后，停止取點。
[0011]更優(yōu)的，所述步驟f之后還包括如下步驟:g、區(qū)域判定:當區(qū)域面積過小時，難以進行打孔或打孔效果弱，缺失劃分意義，需要消除該區(qū)域劃分，即把該區(qū)域并入其他臨近區(qū)域;當某一區(qū)域為狹長狀，或整個區(qū)域或部分區(qū)域非常狹窄狀時，以區(qū)域內(nèi)任意的最短距離比較寬度閾值，如果最短距離小于寬度閾值，區(qū)域以最短距離為新邊緣，將原區(qū)域進行劃分，劃分后單獨區(qū)域重新進行判定通過判定后，排除部分不合理區(qū)域，可形成最終的區(qū)域劃分。
[0012]更優(yōu)的，所述步驟(4)中根據(jù)每個區(qū)域灰度值區(qū)間為每個區(qū)域分配對打孔參數(shù)時包括如下步驟:h、區(qū)域劃值:對區(qū)域劃分時所采用的灰度區(qū)間的峰值(或范圍中值)為映射點，與數(shù)據(jù)庫映射表對比，以最近原則，分配每個區(qū)域?qū)拇蚩讌?shù)。
[0013]更優(yōu)的，所述步驟(5)中所述打孔參數(shù)包括:打孔位置、打孔密度和孔徑。
[0014]更優(yōu)的，所述步驟(5)中根據(jù)每個區(qū)域灰度值區(qū)間為每個區(qū)域分配對打孔參數(shù)時包括如下步驟:
1、定義中心基準:將灰度圖像的中心與板材加工中心的坐標基準定位匹配； j、區(qū)域定位:定義圖像各區(qū)域的中心基準； k、區(qū)域延伸:獲得區(qū)域的中心基準時，進行圖像-打孔參數(shù)的轉(zhuǎn)化，即每個區(qū)域先以區(qū)域中心基準作為打孔的定位基準，以區(qū)域所鏈接的孔徑參數(shù)生成第一個孔的加工參數(shù)，然后以打孔密度參數(shù)作為基準，均布其余區(qū)域，對整個區(qū)域進行填充；
一種應用上述的基于灰度的孔裝飾板加工方法的加工系統(tǒng)，其包括電腦和數(shù)控加工機床；
所述電腦包括圖像導入模塊、預處理模塊、區(qū)域化模塊、數(shù)據(jù)鏈接模塊、算法轉(zhuǎn)化生成模塊和數(shù)控生成模塊。
[0015]所述圖像導入模塊設有用于導入目標定制圖像端口，且所述圖像導入模塊將目標定制圖像轉(zhuǎn)化成系統(tǒng)后續(xù)流程中使用的特定格式文件。
[0016]預處理模塊在分析圖像和獲取圖像的詳細信息的基礎上，將圖像處理成灰度圖像。
[0017]區(qū)域化模塊利用灰度區(qū)間對圖像進行圖像分割，最終根據(jù)圖像的灰度值分布不同將灰度圖像分割成許多小的區(qū)域。
[0018]數(shù)據(jù)鏈接模塊是通過調(diào)用特定算法，根據(jù)劃分的區(qū)域的灰度值區(qū)間，給該區(qū)域分配相應的打孔參數(shù)，并構(gòu)建“區(qū)域一打孔參數(shù)”的鏈接，以根據(jù)映射關系轉(zhuǎn)化成后續(xù)的工業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，且包括有劃值、構(gòu)建鏈接兩個環(huán)節(jié)。
[0019]算法轉(zhuǎn)化生成模塊是通過定義區(qū)域的位置基準后，通過上一步驟中的映射關系，將圖像的灰度值數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為孔的特征的加工數(shù)據(jù)，并根據(jù)該加工數(shù)據(jù)，生成數(shù)控設備的加工數(shù)控程序。包括定義中心基準、區(qū)域定位、區(qū)域延伸、程序生成四個環(huán)節(jié)。
[0020]數(shù)控生成模塊是用于提供端口聯(lián)接數(shù)控設備，以實現(xiàn)數(shù)控自動加工。也可以利用該模塊導出生成的數(shù)控程序并保存成相應的格式文件。
[0021]更優(yōu)的，預處理模塊生成灰度圖像的過程中包括了灰度化、灰度直方圖統(tǒng)計和峰值采樣三個環(huán)節(jié)，以實現(xiàn)對灰度圖像信息初步分析與轉(zhuǎn)換，為后續(xù)工作提供參考閾值。
[0022]更優(yōu)的，所述區(qū)域化模塊將灰度直方圖的峰值采樣作為閾值，將圖像灰度0-255范圍進行區(qū)間劃分，對灰度圖像進行區(qū)域分隔的過程包括有區(qū)域生長、邊緣檢測、區(qū)域判定三個環(huán)節(jié)。
[0023]本發(fā)明根據(jù)上述內(nèi)容提出一種基于灰度的孔裝飾板加工方法及應用其的加工系統(tǒng)，所述加工方法和加工系統(tǒng)能輔助孔裝飾板制造、應用于加工前準備環(huán)節(jié);針對該孔裝飾板的成像原理及特點，通過利用圖像處理技術，集成生產(chǎn)前準備環(huán)節(jié)處理工作;結(jié)合“灰度化”方法處理圖像，以“灰度值”映射于打孔特征，細化圖像特征，加強成像效果，深度挖掘產(chǎn)品加工工藝數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)計算機自動化“數(shù)據(jù)挖掘”，避免現(xiàn)有技術中存在的特征缺失、成像粗糙等問題，提高產(chǎn)品成像質(zhì)量;集成自動生成數(shù)控加工程序功能，降低勞動力消耗，降低成本，有利于推廣產(chǎn)品生產(chǎn)與使用。
【附圖說明】
[0024]圖1是應用本發(fā)明進行生產(chǎn)的流程示意圖；
圖2是本發(fā)明中所述加工系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明中加工方法的運行流程圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖并通過【具體實施方式】來進一步說明本發(fā)明的技術方案。
[0026]如圖1-3所示，基于灰度的孔裝飾板加工方法，應用于數(shù)控加工機床，所述加工方法包括如下步驟:
1、獲取定制圖像:在本系統(tǒng)中，獲取到相應的圖像作為目標是整個系統(tǒng)工作的基礎。當客戶提出以圖像定制產(chǎn)品要求后，獲得所定制的特定圖像。以系統(tǒng)提供的端口，將圖像導入系統(tǒng)中。但系統(tǒng)處理流程只能兼容特定文件格式，所以會在該步驟中首先將圖像轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)兼容的特定圖像格式文件。
[0027]2、灰度化預處理:獲取圖像后，并不能夠馬上轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)信息，需要經(jīng)過預處理過程。所輸入的圖像是由像素數(shù)據(jù)集合而成的文件，每個圖像所蘊含像素的原色素種類、值大小、分布范圍等是不同的，但對于孔裝飾板而言孔的孔徑范圍、孔的分布密度等是極其有限的，需要將圖像按照一定的方式統(tǒng)一起來，才能構(gòu)建‘多一少’的對應關系。因此我們在預處理中生成灰度圖像，采用算法將圖像灰度化，消除原色素(指顏色)種類不同所帶來的影響，以0-255的灰度范圍值來表示像素，大大減少圖像的像素種類范圍。
[0028]3、灰度直方圖統(tǒng)計:不同的圖像，由于內(nèi)容、格調(diào)等不同，其灰度直方圖也是千差萬別的。而灰度直方圖是一個非常重要的工具?；叶戎狈綀D能直觀反應在整個灰度化的灰度圖像文件中不同灰度值的色素分布數(shù)量，并將其中的灰度值分布的不同以灰度直方圖直觀地反映出來。通過調(diào)用直方圖算法，統(tǒng)計結(jié)果中的峰值可以為后續(xù)的區(qū)域化、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化提供參考基準或參考閾值。
[0029]4、峰值采樣:經(jīng)過灰度直方圖后，得出在整張灰度圖像中的色素范圍和灰度值的峰群分布情況。這時候，需要為劃分區(qū)域做準備。劃分區(qū)域最重要的便是確定劃分區(qū)域的灰度值區(qū)間，為了適應不同的圖像，保留局部特征，體現(xiàn)更好的灰度分層與打孔效果，需要對峰值進行采樣。峰值采樣是指對直方圖中的眾多峰值進行采值，以確定峰群的分布，在消除個別相鄰程度很高的峰值后，以峰值為中心，以峰值間距中點或峰谷為區(qū)域劃分點，劃出大小不一的區(qū)間。通過該方法便可獲得可變的區(qū)間劃分與區(qū)間劃分范圍，將以它作為區(qū)域分割的參考閾值。
[0030]5、區(qū)域生長、邊緣檢測:得到劃分區(qū)間后，接著在灰度圖像中以上I步驟中采樣值為取點值進行隨機取點，然后采用圖像分割算法進行以取得的點為中心進行區(qū)域擴張。在區(qū)域生長過程中，我們需要使用邊緣檢測算法對區(qū)域生長界限進行判定，以灰度劃分區(qū)間為區(qū)域分割閾值，檢測區(qū)域是否到達灰度區(qū)間劃分點(閾值)。
[0031]6、區(qū)域劃分:重復進行上I步驟，待整個圖像劃分為大小、形狀不一的區(qū)域后，停止取點。
[0032]7、區(qū)域判定:一般而言，部分區(qū)域不符合該劃分成獨立區(qū)域的要求。存在兩種不符合要求情況:
(I)區(qū)域面積過小，難以進行打孔或打孔效果弱，缺失劃分意義，需要消除該區(qū)域劃分，即把該區(qū)域并入其他臨近區(qū)域。
[0033](2)狹長區(qū)域。當某一區(qū)域為狹長狀時，可能會出現(xiàn)整個區(qū)域或部分區(qū)域非常狹窄，難以形成有效打孔，需要排除過于狹窄區(qū)域，或?qū)^(qū)域的不合理部分并入其他區(qū)域。通過判定后，排除部分不合理區(qū)域，可形成最終的區(qū)域劃分。判別方法是:以區(qū)域內(nèi)任意的最短距離比較寬度閾值，如果最短距離小于寬度閾值，區(qū)域以最短距離為新邊緣，將原區(qū)域進行劃分。劃分后單獨區(qū)域重新進行判定
8、區(qū)域劃值、建立鏈接:當最終劃分區(qū)域后，每一個區(qū)域需要對應相應的打孔參數(shù)才能完成最終的參數(shù)轉(zhuǎn)化。這時，需要對區(qū)域劃分時所采用的灰度區(qū)間的峰值(或范圍中值)為映射點，在數(shù)據(jù)庫映射表對比，以最近原則，分配每個區(qū)域?qū)拇蚩讌?shù)。當獲得打孔參數(shù)后，根據(jù)該鏈接以實現(xiàn)圖像到打孔的加工工藝數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化。
[0034]9、定義中心基準:一個產(chǎn)品的加工必須要有嚴格的加工基準作為參考。在信息轉(zhuǎn)化前，必須要進行圖像中心與板材加工中心的坐標基準定位匹配，避免出現(xiàn)加工產(chǎn)品的圖像發(fā)生偏離、旋轉(zhuǎn)等缺陷，確保最終的產(chǎn)品加工質(zhì)量。
[0035]10、區(qū)域定位:在定義了參考坐標系后，接著定義區(qū)域中心，并以其作為中心基準排布整個區(qū)域的孔(以特定密度使得孔均布于該區(qū)域)。由于整個圖案以孔為表現(xiàn)形式，為確?？椎姆植己侠?，孔中心對應坐標系的節(jié)點，即每個孔中心坐標是常數(shù)(非小數(shù))，便于加工，首先將區(qū)域的中心排列于坐標系的節(jié)點中，但由于圖像的不確定性，往往區(qū)域的幾何中心為小數(shù)，無法作為區(qū)域基準。本系統(tǒng)采用的方法是利用就近原則，以區(qū)域的幾何中心為參考，尋找其最臨近的坐標節(jié)點作為區(qū)域中心，以其作為中心基準排布區(qū)域的孔。
[0036]11、區(qū)域延伸:獲得區(qū)域的中心基準時，進行‘圖像-生產(chǎn)工藝(打孔參數(shù))’的轉(zhuǎn)化。每個區(qū)域先以區(qū)域中心作為打孔的定位基準，以區(qū)域所鏈接的孔徑參數(shù)生成第一個孔的加工參數(shù)，然后以打孔密度參數(shù)作為基準，均布其余區(qū)域，對整個區(qū)域進行填充。該步驟采用的方法是:先以區(qū)域中心為打孔定位基準，生成第一個孔的加工工藝信息;接著，根據(jù)密度，取其臨近點，判定以該點為中心，到區(qū)域邊緣最短距離是否大于孔半徑，滿足則以該點為孔中心定位生成該點的加工工藝信息;重復上述流程，直到區(qū)域內(nèi)完成所有取點。
[0037]12、數(shù)控程序生成:對所有區(qū)域重復步驟11。待將所有孔特征參數(shù)的加工信息轉(zhuǎn)化完成后，根據(jù)已知生產(chǎn)工藝，調(diào)用自動編程模塊，將加工工藝信息編制成數(shù)控加工程序。數(shù)控加工機床根據(jù)數(shù)控加工程序自動進行加工。
[0038]如圖1和2所示，一種應用上述的基于灰度的孔裝飾板加工方法的加工系統(tǒng)，其包括:電腦和數(shù)控加工機床；
所述電腦:圖像導入模塊、預處理模塊、區(qū)域化模塊、數(shù)據(jù)鏈接模塊:算法轉(zhuǎn)化模塊、數(shù)控程序生成模塊。
[0039]圖像導入模塊功能是提供端口以導入目標圖像，并將目標圖像轉(zhuǎn)化成系統(tǒng)后續(xù)流程中使用的特定格式文件。
[0040]預處理模塊功能是對圖像文件進行預處理。在分析圖像、獲取圖像的詳細信息的基礎上，將圖像處理成灰度圖像。其中包括了灰度化、灰化直方圖、峰值采樣三個環(huán)節(jié)，以實現(xiàn)對圖像信息初步分析與轉(zhuǎn)換，為后續(xù)工作提供參考閾值。
[0041]區(qū)域化模塊是利用圖像灰度化后，根據(jù)直方圖的峰值采樣作為閾值，將圖像灰度0-255范圍進行區(qū)間劃分，然后利用灰度區(qū)間對圖像進行圖像分割。最終根據(jù)圖像的灰度值分布不同分割成許多小的區(qū)域。包括有區(qū)域生長、邊緣檢測、區(qū)域判定三個環(huán)節(jié)。
[0042]數(shù)據(jù)鏈接模塊是通過調(diào)用特定算法，根據(jù)劃分的區(qū)域的灰度值區(qū)間，給該區(qū)域分配相應的打孔參數(shù)，并構(gòu)建“區(qū)域一打孔參數(shù)”的鏈接，以根據(jù)映射關系轉(zhuǎn)化成后續(xù)的工業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)。包括有劃值、構(gòu)建鏈接兩個環(huán)節(jié)。
[0043]算法轉(zhuǎn)化生成模塊是通過定義區(qū)域的位置基準后，通過上一步驟中的映射關系，將圖像的灰度值數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為孔的特征的加工數(shù)據(jù)，并根據(jù)該加工數(shù)據(jù)，生成數(shù)控設備的加工數(shù)控程序。包括定義中心基準、區(qū)域定位、區(qū)域延伸、程序生成四個環(huán)節(jié)。
[0044]數(shù)控生成模塊是用于提供端口聯(lián)接數(shù)控設備，以實現(xiàn)數(shù)控加工機床自動加工。也可以利用該模塊導出生成的數(shù)控程序并保存成相應的格式文件。
[0045]本發(fā)明根據(jù)所述內(nèi)容提出一種基于灰度的孔裝飾板加工方法及應用其的加工系統(tǒng)，所述加工方法和加工系統(tǒng)能輔助孔裝飾板制造、應用于加工前準備環(huán)節(jié);針對該孔裝飾板的成像原理及特點，通過利用圖像處理技術，集成生產(chǎn)前準備環(huán)節(jié)處理工作;結(jié)合“灰度化”方法處理圖像，以“灰度值”映射于打孔特征，細化圖像特征，加強成像效果，深度挖掘產(chǎn)品加工工藝數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)計算機自動化“數(shù)據(jù)挖掘”，避免現(xiàn)有技術中存在的特征缺失、成像粗糙等問題，提高產(chǎn)品成像質(zhì)量;集成自動生成數(shù)控加工程序功能，降低勞動力消耗，降低成本，有利于推廣產(chǎn)品生產(chǎn)與使用。
[0046]以上結(jié)合具體實施例描述了本發(fā)明的技術原理。這些描述只是為了解釋本發(fā)明的原理，而不能以任何方式解釋為對本發(fā)明保護范圍的限制?；诖颂幍慕忉專绢I域的技術人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動即可聯(lián)想到本發(fā)明的其它【具體實施方式】，這些方式都將落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1.基于灰度的孔裝飾板加工方法，應用于數(shù)控加工機床，其特征在于:包括如下步驟: (1)獲取定制圖像:將孔裝飾板的定制圖像導入系統(tǒng)，并處理成能在后續(xù)操作過程中兼容的特定圖像格式文件； (2)圖像灰度化處理:對步驟(I)中得到的特定圖像格式文件進行灰度化處理，得到灰度圖像； (3)圖像區(qū)域分割:根據(jù)灰度圖像各個區(qū)間灰度值差異將灰度圖像分割成若干個區(qū)域； (4)定義區(qū)域鏈接的孔的參數(shù):根據(jù)每個區(qū)域灰度值區(qū)間為每個區(qū)域分配對應的打孔參數(shù)，并構(gòu)建“區(qū)域一打孔參數(shù)”的鏈接； (5)轉(zhuǎn)化加工工藝數(shù)據(jù):為每個區(qū)域定義位置基準，再通過步驟(4)中的個區(qū)域灰度區(qū)間數(shù)據(jù)與打孔參數(shù)的映射關系，將圖像的灰度值數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為孔的特征的加工數(shù)據(jù)，并根據(jù)該加工數(shù)據(jù)，生成數(shù)控設備的加工數(shù)控程序； (6)生成數(shù)控加工程序:生成數(shù)控程序文件，數(shù)控加工機床使用該數(shù)控程序文件進行加工。2.根據(jù)權利要求1所述的基于灰度的孔裝飾板加工方法，其特征在于:所述步驟(2)中對特定圖像格式文件進行灰度化處理包括如下步驟: a、灰度化:將特定圖像格式文件采用灰度范圍值為0-225的單一采樣顏色處理，得到灰度圖像； b、灰度直方圖統(tǒng)計:掃描灰度圖像，建立灰度直方圖； c、峰值采樣:采集灰度直方圖中的峰值;消除個別相鄰程度很高的峰值后，以峰值為中心，以峰值間距中點或峰谷為區(qū)域劃分點，劃出對應大小的區(qū)間。3.根據(jù)權利要求2所述的基于灰度的孔裝飾板加工方法，其特征在于:所述步驟(3)中根據(jù)灰度圖像各個區(qū)間灰度值差異將灰度圖像進行分割包括如下步驟: d、區(qū)域生長:得到劃分區(qū)間后，在灰度圖像中以步驟c中采樣值為取點值進行隨機取點，然后采用圖像分割算法進行以取得的點為中心進行區(qū)域擴張； e、邊緣檢測:在區(qū)域生長過程中，需要使用邊緣檢測算法對區(qū)域生長界限進行判定，以灰度劃分區(qū)間為區(qū)域分割閾值，檢測區(qū)域是否到達灰度區(qū)間劃分閾值； f、區(qū)域劃分:重復進行步驟d，待整個灰度圖像劃分為大小、形狀不一的區(qū)域后，停止取點。4.根據(jù)權利要求3所述的基于灰度的孔裝飾板加工方法，其特征在于:所述步驟f之后還包括如下步驟: g、區(qū)域判定:當區(qū)域面積過小時，難以進行打孔或打孔效果弱，缺失劃分意義，需要消除該區(qū)域劃分，即把該區(qū)域并入其他臨近區(qū)域； 當某一區(qū)域為狹長狀，或整個區(qū)域或部分區(qū)域非常狹窄狀時，以區(qū)域內(nèi)任意的最短距離比較寬度閾值，如果最短距離小于寬度閾值，區(qū)域以最短距離為新邊緣，將原區(qū)域進行劃分，劃分后單獨區(qū)域重新進行判定通過判定后，排除部分合理區(qū)域，可形成最終的區(qū)域劃分。5.根據(jù)權利要求1所述的基于灰度的孔裝飾板加工方法，其特征在于:所述步驟(4)中根據(jù)每個區(qū)域灰度值區(qū)間為每個區(qū)域分配對打孔參數(shù)時包括如下步驟: h、區(qū)域劃值:對區(qū)域劃分時所采用的灰度區(qū)間的峰值(或范圍中值)為映射點，與數(shù)據(jù)庫映射表對比，以最近原則，分配每個區(qū)域?qū)拇蚩讌?shù)。6.根據(jù)權利要求1所述的基于灰度的孔裝飾板加工方法，其特征在于:所述步驟(5)中所述打孔參數(shù)包括:打孔位置、打孔密度和孔徑。7.根據(jù)權利要求6所述的基于灰度的孔裝飾板加工方法，其特征在于:所述步驟(5)中根據(jù)每個區(qū)域灰度值區(qū)間為每個區(qū)域分配對打孔參數(shù)時包括如下步驟: 1、定義中心基準:將灰度圖像的中心與板材加工中心的坐標基準定位匹配； j、區(qū)域定位:定義圖像各區(qū)域的中心基準； k、區(qū)域延伸:獲得區(qū)域的中心基準時，進行圖像-打孔參數(shù)的轉(zhuǎn)化，即每個區(qū)域先以區(qū)域的中心基準作為打孔的定位基準，以區(qū)域所鏈接的孔徑參數(shù)生成第一個孔的加工參數(shù)，然后以打孔密度參數(shù)作為基準，均布其余區(qū)域，對整個區(qū)域進行填充。8.—種應用如權利要求1-7中任意一項所述的基于灰度的孔裝飾板加工方法的加工系統(tǒng)，其特征在于: 包括:電腦和數(shù)控加工機床； 所述電腦包括:圖像導入模塊、預處理模塊、區(qū)域化模塊、數(shù)據(jù)鏈接模塊、算法轉(zhuǎn)化生成模塊和數(shù)控生成模塊； 所述圖像導入模塊設有用于導入目標定制圖像端口，且所述圖像導入模塊將目標定制圖像轉(zhuǎn)化成系統(tǒng)后續(xù)流程中使用的特定格式文件； 預處理模塊在分析圖像和獲取圖像的詳細信息的基礎上，將圖像處理成灰度圖像； 區(qū)域化模塊利用灰度區(qū)間對圖像進行圖像分割，最終根據(jù)圖像的灰度值分布不同將灰度圖像分割成許多小的區(qū)域； 數(shù)據(jù)鏈接模塊是通過調(diào)用特定算法，根據(jù)劃分的區(qū)域的灰度值區(qū)間，給該區(qū)域分配相應的打孔參數(shù)，并構(gòu)建“區(qū)域一打孔參數(shù)”的鏈接，以根據(jù)映射關系轉(zhuǎn)化成后續(xù)的工業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，且包括有劃值、構(gòu)建鏈接兩個環(huán)節(jié)； 算法轉(zhuǎn)化生成模塊是通過定義區(qū)域的位置基準后，通過上一步驟中的映射關系，將圖像的灰度值數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為孔的特征的加工數(shù)據(jù)，并根據(jù)該加工數(shù)據(jù)，生成數(shù)控設備的加工數(shù)控程序;包括定義中心基準、區(qū)域定位、區(qū)域延伸、程序生成四個環(huán)節(jié)； 數(shù)控生成模塊是用于提供端口聯(lián)接數(shù)控加工機床，以實現(xiàn)數(shù)控加工機床的自動加工；也可以利用該模塊導出生成的數(shù)控程序并保存成相應的格式文件。9.根據(jù)權利要求8所述的加工系統(tǒng)，其特征在于:預處理模塊生成灰度圖像的過程中包括了灰度化、灰度直方圖統(tǒng)計和峰值采樣三個環(huán)節(jié)，以實現(xiàn)對灰度圖像信息初步分析與轉(zhuǎn)換，為后續(xù)工作提供參考閾值。10.根據(jù)權利要求9所述的加工系統(tǒng)，其特征在于:所述區(qū)域化模塊將灰度直方圖的峰值采樣作為閾值，將圖像灰度0-255范圍進行區(qū)間劃分，對灰度圖像進行區(qū)域分隔的過程包括有區(qū)域生長、邊緣檢測、區(qū)域判定三個環(huán)節(jié)。
【文檔編號】B44C3/10GK106004203SQ201610342545
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月23日
【發(fā)明人】楊志岱, 李海艷, 黃運保, 駱繼明
【申請人】廣東工業(yè)大學