本發(fā)明屬于紡織品外觀紋理仿真模擬領(lǐng)域，具體涉及了一種基于實(shí)例圖像的紡織品紋理與色彩合成方法。

背景技術(shù)：

1、近年來(lái)，數(shù)字制造技術(shù)得到了迅速發(fā)展?？椢锛y理仿真對(duì)于推進(jìn)紡織品行業(yè)的發(fā)展有十分積極的作用，紋理合成技術(shù)是紋織數(shù)字設(shè)計(jì)系統(tǒng)中非常重要的組成部分?？椢锛y理的外觀和感知仿真在計(jì)算機(jī)視覺(jué)和圖形學(xué)領(lǐng)域有著的研究。如使用傅里葉變換分析平紋織物外觀，獲取和重建材料外觀的方法。此外，部分學(xué)者還專注于研究紋理外觀與圖像特征之間的關(guān)系。如通過(guò)分析顏色對(duì)紋理感知的影響構(gòu)建織物紋理感知的仿真模型；基于評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)操縱圖像強(qiáng)度來(lái)控制材料觸感的方法；通過(guò)分析織物外觀與圖像特征之間的關(guān)系，建立顏色外觀和感知模型等。如上所述，許多研究人員將重點(diǎn)放在顏色和紋理外觀上。此外，還有部分研究著重在顏色、紋理、材料和觀看條件之間的感知依賴性。在這些傳統(tǒng)的研究中，顏色、光照和表面紋理屬性(如粗糙度和光澤)之間的關(guān)系是主要的焦點(diǎn)。然后，發(fā)現(xiàn)照明條件和觀察者知識(shí)影響都對(duì)顏色和紋理感知產(chǎn)生著影響。因此，傳統(tǒng)的研究主要針對(duì)三維物體表面外觀或材料感知的解釋。

2、一些有效的顏色和紋理操作和設(shè)計(jì)的算法和工具已經(jīng)開(kāi)發(fā)出來(lái)。在紋理合成工具中，需要用戶輸入紋理實(shí)例圖像進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)紋理傳輸和設(shè)計(jì)。在色彩處理工具中，色彩轉(zhuǎn)移、著色和重新著色已被提出用于色彩處理和設(shè)計(jì)。然而，目前還沒(méi)有利用紋理和顏色外觀之間的關(guān)系實(shí)現(xiàn)彩色圖案與織物紋理合成，并提供對(duì)織物外觀效果的直觀模擬。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于實(shí)例圖像的紡織品紋理與色彩合成方法，該方法可以實(shí)時(shí)合成示例圖像的圖案與紋理，基于圖像的視覺(jué)外觀的方法，而不是基于織物的物理特征，故而能夠快速、交互、直觀得呈現(xiàn)合成效果。該方法允許靈活的用戶控制，以實(shí)現(xiàn)基于織物實(shí)例圖像和色彩圖像的織物外觀實(shí)時(shí)模擬。

2、為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，采用如下技術(shù)方案：

3、一種基于實(shí)例圖像的紡織品紋理與色彩合成方法，其特征在于包括如下步驟：

4、(1)紋理規(guī)范化：首先將織物圖像if，轉(zhuǎn)化到y(tǒng)iq顏色空間，并提取織物圖像if的y分量，y分量用于表征織物紋理外觀的起伏、厚度和粗糙度；織物圖像的特定頻帶與特定的織物紋理外觀有關(guān)，根據(jù)特定頻帶的波段區(qū)間剔除異常波段信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)織物紋理規(guī)范化；

5、(2)自適應(yīng)色彩轉(zhuǎn)換：在紋理規(guī)范化后，將顏色信息從彩色圖像ic傳遞到織物圖像if，輸出的彩色轉(zhuǎn)換圖像的yiq值由彩色圖像ic的iq分量和y′組成；為了計(jì)算彩色圖像的y′分量，將織物圖像if的y分量偏差加到彩色圖像ic的y′分量中；

6、(3)高頻去除：在色彩轉(zhuǎn)移后，為了減少彩色轉(zhuǎn)移圖像中的不自然，故對(duì)輸入的彩色圖像應(yīng)用高斯濾波來(lái)抑制紋理與顏色，經(jīng)過(guò)高斯濾波后，將顏色信息傳遞到y(tǒng)iq顏色空間中的織物紋理圖像中，實(shí)現(xiàn)紋理與色彩的合成，得到合成圖像in。

7、優(yōu)選后，所述步驟(1)，織物的起伏對(duì)應(yīng)在一個(gè)低頻波段，該低頻波段對(duì)應(yīng)為0.57—2.29個(gè)周期/度。

8、優(yōu)選后，所述步驟(1)，織物的厚度對(duì)應(yīng)在2.29—4.28個(gè)周期/度。

9、優(yōu)選后，所述步驟(1)，織物的粗糙度對(duì)應(yīng)在一個(gè)中頻波段，該中頻波段對(duì)應(yīng)為6.57-15.14個(gè)周期/度。

10、優(yōu)選后，所述步驟(2)，將織物圖像if的y分量偏差加到彩色圖像ic的y’分量中，通過(guò)從每個(gè)像素的y分量中減去y分量的平均值來(lái)定義織物圖像if中y分量的偏差；該方法相當(dāng)于將輸入織物圖像if的ac分量在頻率空間中與輸入彩色圖像ic的所有分量相加；輸出的彩色轉(zhuǎn)換圖像的平均y分量與原始彩色圖像的y′分量相同；則輸出的彩色轉(zhuǎn)換圖像的y分量為記為y″：

11、

12、其中，(x,y)代表圖像坐標(biāo)，yf是輸入織物圖像的y分量，是輸入織物圖像y分量的平均值，yc是輸入彩色圖像的y′分量。

13、優(yōu)選后，所述步驟(3)，在rgb色彩空間中對(duì)圖像采用高斯濾波處理，利用高斯函數(shù)生成的高斯核對(duì)圖像進(jìn)行卷積操作，即：

14、iσ＝i＝gσ

15、

16、其中i為織物紋理圖像，*表示卷積操作，gσ表示標(biāo)準(zhǔn)差為σ的二維高斯核，本方法中σ的區(qū)間為[0.5,5.0]；這里，用戶可以在該區(qū)間中選擇不同σ值來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)織物改觀效果的實(shí)時(shí)控制；經(jīng)過(guò)高斯濾波后，將顏色信息傳遞到y(tǒng)iq色彩空間中的織物紋理圖像中，實(shí)現(xiàn)紋理與色彩的合成。

17、由于采用上述技術(shù)方案，具有以下有益效果：

18、本發(fā)明可以有效合成圖像的紋理和顏色，首先，對(duì)輸入織物圖像的紋理模式進(jìn)行頻域調(diào)制。用戶可以控制紋理外觀的波動(dòng)、厚度和粗糙度。再者，通過(guò)合成兩個(gè)不同的輸入圖像，以再現(xiàn)一個(gè)真實(shí)和自然的輸出圖像。將輸入的彩色圖像的顏色模式轉(zhuǎn)移到y(tǒng)iq顏色空間中的調(diào)制紋理模式中。將輸入織物圖像的y分量的偏差加到過(guò)濾后的彩色圖像的y’分量中，合成色彩轉(zhuǎn)移圖像的y分量。從而實(shí)現(xiàn)織物整理的實(shí)時(shí)合成。最后，運(yùn)用高斯濾波器去除原始彩色圖像中的高頻成分，有效減少輸出彩色轉(zhuǎn)移圖像的不自然外觀。通過(guò)該方法可以快速實(shí)現(xiàn)織物紋理圖像和彩色圖案的合成，用以支持圖像交互式地模擬和設(shè)計(jì)織物的紋理與色彩。

技術(shù)特征：

1.一種基于實(shí)例圖像的紡織品紋理與色彩合成方法，其特征在于包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于實(shí)例圖像的紡織品紋理與色彩合成方法，其特征在于：所述步驟(1)，織物的起伏對(duì)應(yīng)在一個(gè)低頻波段，該低頻波段對(duì)應(yīng)為0.57—2.29個(gè)周期/度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于實(shí)例圖像的紡織品紋理與色彩合成方法，其特征在于：所述步驟(1)，織物的厚度對(duì)應(yīng)在2.29—4.28個(gè)周期/度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于實(shí)例圖像的紡織品紋理與色彩合成方法，其特征在于：所述步驟(1)，織物的粗糙度對(duì)應(yīng)在一個(gè)中頻波段，該中頻波段對(duì)應(yīng)為6.57-15.14個(gè)周期/度。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于實(shí)例圖像的紡織品紋理與色彩合成方法，其特征在于：所述步驟(2)，將織物圖像if的y分量偏差加到彩色圖像ic的y’分量中，通過(guò)從每個(gè)像素的y分量中減去y分量的平均值來(lái)定義織物圖像if中y分量的偏差；該方法相當(dāng)于將輸入織物圖像if的ac分量在頻率空間中與輸入彩色圖像ic的所有分量相加；輸出的彩色轉(zhuǎn)換圖像的平均y分量與原始彩色圖像的y′分量相同；則輸出的彩色轉(zhuǎn)換圖像的y分量為記為y″：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于實(shí)例圖像的紡織品紋理與色彩合成方法，其特征在于：所述步驟(3)，在rgb色彩空間中對(duì)圖像采用高斯濾波處理，利用高斯函數(shù)生成的高斯核對(duì)圖像進(jìn)行卷積操作，即：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于實(shí)例圖像的紡織品紋理與色彩合成方法，包括(1)紋理規(guī)范化；(2)自適應(yīng)色彩轉(zhuǎn)換：將顏色信息從彩色圖像I<subgt;c</subgt;傳遞到織物圖像I<subgt;f</subgt;，輸出的彩色轉(zhuǎn)換圖像的YIQ值由彩色圖像I<subgt;c</subgt;的IQ分量和Y′組成；為了計(jì)算彩色圖像的Y′分量，將織物圖像I<subgt;f</subgt;的Y分量偏差加到彩色圖像I<subgt;c</subgt;的Y′分量中；(3)高頻去除：為了減少彩色轉(zhuǎn)移圖像中的不自然，故對(duì)輸入的彩色圖像應(yīng)用高斯濾波來(lái)抑制紋理與顏色，經(jīng)過(guò)高斯濾波后，將顏色信息傳遞到Y(jié)IQ顏色空間中的織物紋理圖像中，實(shí)現(xiàn)紋理與色彩的合成，得到合成圖像I<subgt;N</subgt;。本發(fā)明可以實(shí)時(shí)合成示例圖像的圖案與紋理，基于圖像的視覺(jué)外觀的方法，而不是基于織物的物理特征，故而能夠快速、交互、直觀得呈現(xiàn)合成效果。

技術(shù)研發(fā)人員：孫潔,劉梓袁,方硯文,沈欣悅,胡碧婷
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江傳媒學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10