CN102750405B - 一种色纺夹花织物的计算机仿真方法 - Google Patents

Abstract

一种色纺夹花织物的计算机仿真方法，该计算机仿真方法是在已知多组份色纺夹花织物的单色样颜色及比例配方的基础上，将两种或两种以上不同颜色的纱线经过混合后织成两种或两种以上组份色纺织物，该方法是：先通过计算机生成多种颜色混合的随机夹花纹理模板，或收集企业生产中具有典型夹花风格效果的实样，扫描成图片信息并生成双组份典型夹花纹理模板；在得到所述随机夹花纹理模板和典型夹花纹理模板的基础上进行织物的组织纹理叠加，得到织物组织纹理模板，并对叠加后的图像进行尖锐化处理，最终实现计算机仿真过程；本发明的方法实现了企业工人利用计算机对色纺织物生产前的主动设计，解决了对色纺夹花织物打生成效率低、工作量大、成本高、不利于重复打样等问题。

Description

一种色纺夹花织物的计算机仿真方法

技术领域

本发明涉及的是一种色纺夹花织物的计算机仿真方法，属于纺织技术领域的计算机仿真技术。

背景技术

色纺夹花织物是指将两种或两种以上不同颜色的纤维经过混合后纺制而成的色纺纱再经过混色形成的不均匀颜色效果的织物效果，夹花效果的织物是色纺纱混合后所具有的独特效果。夹花产生是由两种或两种以上颜色之间的色差、混合比例、混合的均匀性、生成工艺、夹花程度等原因共同影响的。利用计算机仿真实现多种颜色混合的随机夹花纹理模板效果。由于双组份色纺是夹花风格织物的主流风格。因此对企业生产中具有典型夹花纹理风格模板进行双组份颜色的填充，夹花织物的计算机仿真对实际生产打样具有非常重要的价值。目前企业在成产夹花织物完全凭借人工打样，需要在反复的试验，才能满足客户在夹花织物的外观及颜色上的需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种可以使产品在正式成产前通过显示器调整个展现夹花织物的效果，通过计算机打样的方法替代原有的夹花织物打样的过程，提高打样效率，能够更直观更准确预测试样的色纺夹花织物的计算机仿真方法。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，该计算机仿真方法是在已知多组份色纺夹花织物的单色样颜色及比例配方的基础上，将两种或两种以上不同颜色的纱线经过混合后织成多组份色纺织物，该方法是：通过计算机生成多组份随机夹花纹理模板，或收集企业生产中具有典型夹花风格效果的实样，扫描成图片信息并生成双组份典型夹花纹理模板；在得到所述随机夹花纹理模板和典型夹花纹理模板的基础上进行织物的组织纹理叠加，得到织物组织纹理模板，并对叠加后的图像进行尖锐化处理，最终实现计算机仿真过程。

所述的多组份随机夹花纹理模板的生成是：首先，通过色纺纱智能配色以确定多组份颜色的比例系数，在随机生成的图像中按照该比例系数进行颜色概率的填充，通过随机扰动改变颜色的分布状态，形成不具有规律的彩色像素点的真彩图像；

其次，在保证颜色准确的前提下，利用较好的平滑方法形成中间过渡色，对生成的真彩具有“夹花簇”效果的图像进行图像平滑化处理；

最后，利用双线性插值缩放的算法改变随机夹花的风格，通过改变新生成的缩放图像并对其保存使得多组份色纺织物夹花风格可以改变；

所述的双组份典型夹花纹理模板生成是：首先，它是将典型的夹花纹理风格实样扫描成图像信息，利用二维离散傅里叶变换将夹花织物的图像信息转换到频域中并利用Butterworth带通滤波器的传递函数，去除织物的组织纹理，保留只具有典型夹花风格的纹理图像；为得到仿真应用的夹花纹理模板，需对处理后的夹花图像进行图像增强处理；

其次，将具有夹花纹理的图像变换后可产生一幅灰度级分布具有均匀概率密度的图像，同时也扩展了夹花图像像素取值的动态范围；但是在不用的情况下，并不总是需要具有均匀直方图的夹花效果的图像，有时根据具体夹花纹理模板的风格，需要将图像信息调整为特定直方图的图像，以便能够更准确的对图像中的某些灰度级加以增强处理，即直方图规定化处理。只需规定希望的灰度概率密度函数，经过变换可得到灰度夹花纹理模板；

最后，在保证颜色准确的前提下，对具有典型夹花纹理模板的图像进行双组份颜色的填充，提出一种关于模板颜色填充的方法，具体是：对生成的灰度夹花纹理图像的每个像素点进行双组份颜色混合的填充。由色纺纱智能配色软打样系统提供的配色方案。在保持模板总体颜色与目标样颜色一致的约束条件下，根据单色纤维的颜色和比例，计算出模板各点的颜色值。而对于夹花纹理模板而言，模板像素的灰度值就代表着仿真时双组份颜色的混合状态。

本发明所述的多组份随机夹花纹理模板和双组份典型夹花纹理模板通过织物的组织纹理叠加后构成织物组织纹理模板，实现夹花织物的仿真模拟；

所述的叠加是要满足不同的模板在叠加过程中的的平均亮度不变，(1)、统计组织纹理模板的像素点的大小，算出其平均亮度(L)值，要求调整组织纹理模板的平均亮度等于彩色夹花纹理模板的平均亮度，即对亮度的叠加实现；(2)、将彩色夹花纹理模板的灰阶和饱和度a、b值叠加到组织纹理模板上，即对颜色的叠加实现。

本发明所述织物的组织纹理叠加之前要考虑对织物的组织纹理进行尖锐化处理，以满足夹花纹理与组织纹理叠加后能够更清晰准确的实现计算机仿真；所述的尖锐化处理主要用于增强组织纹理图像的边缘及灰度跳变的部分，避免叠加后有阴影的出现，它采用的是拉普拉斯边缘检测算子该算子的特点是利用高斯滤波器对图像进行平滑；通过判断符号的变化确定出组织纹理零交叉点的位置，使组织纹理图像更具有颗粒感，叠加后的仿真图像更清晰。

本发明所要解决的技术问题是，在保证颜色准确的前提下，提供多组份随机夹花纹理模板和双组份典型夹花风格纹理模板生成，再将两种夹花纹理模板叠加不同组织纹理的计算机软打样方法，即在已知色纺纱的颜色及混合比例的基础上，对随机夹花纹理模板生成的图像处理、对典型夹花纹理模板颜色填充的运算，结合图像处理的方法改变不同的夹花程度，直接在计算机屏幕上进行夹花织物外观及颜色效果的表达。从而提高企业的生产效率，能够更直观更准确的预测试样。

与一般的计算机软打样比较，本发明具有如下技术特点：

本发明是实现对色纺夹花织物的软打样方法，建立在已知多组份色纺织物混合颜色的基础上，通过生成随机夹花模板及典型夹花纹理模板、调整夹花图像的图像分布及利用图像处理等技术，实现织物的夹花纹理与组织纹理的叠加仿真实现过程。利用计算机显示器实现夹花织物生产前工艺设计软打样。本发明解决了纺织企业在实现对色纺夹花织物的打样效率慢、对比颜色效果差、自主开发应用等问题。

本发明通过将图像信息及生成的典型夹花纹理模板的颜色填充方法，开发了一种实现对色纺夹花织物的计算机打样方法，实现快速模拟打样，改变不同的夹花风格及夹花程度，并可进一步的实现为客户准确的提供具有夹花效果织物的打样，效率高、成本低，可以进一步的推进色纺企业夹花风格织物的生产打样技术，提高企业的智能化发展。

它具有对两种或两种以上组份色纺夹花织物打样生成效率高、工作量小、成本低、有利于重复打样等特点。

附图说明

图1是本发明的计算机实现的双组份色纺夹花织物的仿真流程示意图。

具体实施方式

以下通过具体的实施方法进一步的说明本发明的实现过程，实现过程仅用于说明并不能限制本发明在实现多组份色纺纱夹花纹理织物的打样过程的范围。

本发明所述的色纺夹花织物的计算机仿真方法，它是在已知多组份色纺夹花织物的单色样颜色及比例配方的基础上，将两种或两种以上不同颜色的纱线经过混合后织成两种或两种以上组份色纺织物，该方法是：先通过计算机生成多组份随机夹花纹理模板，同时收集企业生产中具有典型夹花风格效果的实样，扫描成图片信息并生成双组份典型夹花纹理模板；在得到所述随机夹花纹理模板和典型夹花纹理模板的基础上进行织物的组织纹理叠加，得到织物组织纹理模板，并对叠加后的图像进行尖锐化处理，最终实现计算机仿真过程。

所述的多组份随机夹花纹理模板的生成是：

首先，通过色纺纱智能配色以确定多组份颜色的比例系数，在随机生成的图像中按照该比例系数进行多种颜色概率的填充，通过随机扰动改变颜色的分布状态，形成不具有规律的彩色像素点的真彩图像；

其次，利用较好的平滑方法实现原多组份颜色不变的情况下形成中间过渡色，对生成的真彩具有“夹花簇”效果的图像进行图像平滑化处理；

最后，利用双线性插值缩放的算法改变随机夹花的风格，通过改变新生成的缩放图像并对其保存使得多组份色纺织物夹花风格可以改变；

所述的双组份典型夹花纹理模板生成是：

首先，它是将典型的夹花纹理风格实样扫描成图像信息，利用二维离散傅里叶变换将夹花织物的图像信息转换到频域中并利用Butterworth带通滤波器的传递函数，去除织物的组织纹理，保留只具有典型夹花风格的纹理图像；为得到仿真应用的夹花纹理模板，需对处理后的夹花图像进行图像增强处理；

其次，将具有夹花纹理的图像变换后可产生一幅灰度级分布具有均匀概率密度的图像，同时也扩展了夹花图像像素取值的动态范围；但是在不用的情况下，并不总是需要具有均匀直方图的夹花效果的图像，有时根据具体夹花纹理模板的风格，需要将图像信息调整为特定直方图的图像，以便能够更准确的对图像中的某些灰度级加以增强处理，即直方图规定化处理。只需规定希望的灰度概率密度函数，经过变换可得到灰度夹花纹理模板；

最后，对具有典型夹花纹理模板的图像进行颜色的填充，提出一种关于模板颜色填充的方法，具体是：对生成的灰度夹花纹理图像的每个像素点进行双组份颜色混合的填充。由色纺纱智能配色软打样系统提供的配色方案。在保持模板总体颜色与目标样颜色一致的约束条件下，根据单色纤维的颜色和比例，计算出模板各点的颜色值。而对于夹花纹理模板而言，模板像素的灰度值就代表着仿真时双组份颜色的混合状态。

本发明所述的多组份随机夹花纹理模板和双组份典型夹花纹理模板通过与织物的组织纹理模板叠加后构成色纺织物，实现色纺夹花织物的仿真模拟；

所述的叠加是要满足不同的模板在叠加过程中的的平均亮度不变，(1)、统计组织纹理模板的像素点的大小，算出其平均亮度(L)值，要求调整组织纹理模板的平均亮度等于彩色夹花纹理模板的平均亮度，即对亮度的叠加实现；(2)、将彩色夹花纹理模板的灰阶和饱和度a、b值叠加到组织纹理模板上，即对颜色的叠加实现。

本发明所述织物的组织纹理叠加之前要考虑对织物的组织纹理进行尖锐化处理，以满足夹花纹理与组织纹理叠加后能够更清晰准确的实现计算机仿真；所述的尖锐化处理主要用于增强组织纹理图像的边缘及灰度跳变的部分，避免叠加后有阴影的出现，它采用的是拉普拉斯边缘检测算子该算子的特点是利用高斯滤波器对图像进行平滑；通过判断符号的变化确定出组织纹理零交叉点的位置，使组织纹理图像更具有颗粒感，叠加后的仿真图像更清晰。

实施例：本发明所述的计算机仿真方法主要包括如下内容：

(1)、前期准备，分析形成色纺夹花织物形成的原因及选定具有特定夹花风格效果的实样进行扫描分析处理；

(2)、多组份随机夹花纹理模板的生成；

(3)、双组份典型夹花风格纹理模板的生成；

(4)、对具有双组份典型夹花纹理模板的图像进行颜色的填充，提出一种关于模板颜色填充的方法；

(5)、实现夹花织物的仿真模拟，在得到两种不同夹花纹理模板的基础上进行织物的组织纹理叠加，并对叠加后的图像进行尖锐化处理，满足色纺夹花织物软打样的实现。

如图1所示，本发明实现色纺夹花织物的计算机仿真方法的流程示意图，包括如下几方面：

(1)、前期准备，分析形成色纺夹花织物形成的原因及选定具有特定夹花风格效果的实样进行扫描分析处理；

本发明实现的仿真是已知多组份色纺夹花织物的单色样颜色及比例配方的基础上，多组份色纺织物是由两种或两种以上不同颜色的纱线经过混合后织成的，纱线混合不均匀出现的夹花风格是色纺织物的独特效果，夹花效果的产生是受两种或两种以上混合颜色纤维之间的色差、混合比例、混合的均匀性、生产工艺等原因共同影响的。结合企业在实际生产过程中设计理念为依据，在企业生产之前的人工夹花工艺设计图，实现通过计算机生成多组份随机夹花纹理模板。同时收集企业生产中具有典型夹花风格效果的实样，扫描成图片信息。

(2)、多组份随机夹花纹理模板的生成；

首先，根据企业生产工艺设计理念为依据，进行多组份随机夹花纹理模板的生成，通过色纺纱智能配色可确定多组份颜色的比例系数，在随机生成的图像中按照该比例系数进行多种颜色概率的填充，通过随机扰动改变颜色的分布状态，形成不具有规律的彩色像素点的真彩图像。

其次，对生成的真彩具有“夹花簇”效果的图像进行图像平滑化处理，其目的是利用较好的平滑方法实现原多组份颜色不变的情况下形成中间过渡色。本方法采用的是将随机生成的彩色图像进行领域平均法实现，假设一幅图像f(x，y)，平滑处理后的图像为g(x，y)。方法有下式决定：

其中x，y＝0，1，2L，N-1，平滑处理后的彩色效果图像g(x，y)中的每个像素的灰度值均由包含在(x，y)的预定邻域中的f(x，y)的像素的平均亮度决定的，当某些点与它自身邻域点的灰度平均值的差不超过给定的阈值T时，就保留其灰度值不变，如果大于这个阈值，就用它们的灰度值来代替该点的灰度值。通过邻域的平均法处理后的夹花纹理模板可以实现中间过渡色。

最后，为了满足企业生产多组份色纺夹花织物的设计理念，需要通过利用双线性插值缩放的算法改变随机夹花的风格，对f(0，0)和f(1，0)之间进行线性插值，可以表示：

f(x，0)＝f(0，0)+x[f(1，0)-f(0，0)]              (2)

对f(0，1)和f(1，1)之间进行线性插值，可以表示：

f(x，1)＝f(0，1)+x[f(1，1)-f(0，1)]              (3)

对f(x，0)和f(x，1)之间进行线性插值，可以表示：

f(x，y)＝f(x，0)+y[f(x，1)-f(x，0)]              (4)

将式(2)和式(3)代入到(4)整理后得公式：

f(x，y)＝(1-x)(1-y)f(0，0)+x(1-y)f(1，0)+(1-x)yf(0，1)+xyf(1，1)    (5)

将式(5)的点(0，0)、(1，0)、(0，1)、(1，1)分别用(i，j)、(i+1，j)、(i，j+1)、(i+1，j+1)表示，其中用x＝i+α，y＝j+β。0≤α，β＜1，均为为浮点数。而需要的像素值由f(i+α，j+β)可以由(i，j)、(i+1，j)、(i，j+1)、(i+1，j+1)四点的大小所决定，因此经真理后的双线性插值的公式可以表示为：

f(i+α,j+β)＝(1-α)(1-β)f(i，j)+α(1-β)f(i+1，j)+(1-α)βf′(i，j+1)+αβf(i+1，j+1)    (6)

其中f(i，j)表示(i，j)像素点所对应表示的值。由于双线性插值算法不会出现像素有不连续不均匀等现象。通过改变新生成的缩放图像并对其保存使得多组份色纺织物夹花风格可以改变。

(3)、双组份典型夹花风格纹理模板的生成；

将典型的夹花纹理风格实样扫描成图像信息，利用二维离散傅里叶变换将夹花织物的图像信息转换到频域中并利用Butterworth带通滤波器的传递函数

$H(u,v)=\frac{1}{1+{\left[\frac{D(u,v)W}{D^2(u,v)-{D_0}^2}\right]}^{2n}}---\left(7\right)$

去除织物的组织纹理，保留只具有典型夹花风格的纹理图像，为得到仿真应用的夹花纹理模板，需对处理后的夹花图像进行图像增强处理，应用直方图均衡化处理，将夹花纹理图像假设变换函数为：

$s=T\left(r\right)={\∫}_0^r{p}_r\left(\mathrm{\ω}\right)\mathrm{d\ω},$ 对r求导 $\frac{\mathrm{ds}}{\mathrm{dr}}=p_r\left(r\right)$

$p_s\left(s\right)={[p_r\left(r\right)\·\frac{\mathrm{dr}}{\mathrm{ds}}]}_{r=T^{-1}\left(s\right)}={[p_r\left(r\right)\·\frac{1}{\frac{\mathrm{ds}}{\mathrm{dr}}}]}_{r=T^{-1}\left(s\right)}=[p_r\left(r\right)\·\frac{1}{p_r\left(r\right)}]=1---\left(8\right)$

经变换后p_s(s)的变量S的定义域内的概率密度是均匀分布的，由此可以得知，将具有夹花纹理的图像变换后可产生一幅灰度级分布具有均匀概率密度的图像，同时也扩展了夹花图像像素取值的动态范围。

但是在不用的情况下，并不总是需要具有均匀直方图的夹花效果的图像，有时根据具体夹花纹理模板的风格，需要将图像信息调整为特定直方图的图像，以便能够更准确的对图像中的某些灰度级加以增强处理，即直方图规定化处理。只需规定希望的灰度概率密度函数，经过变换可得到灰度夹花纹理模板。

(4)、对具有典型夹花纹理模板的图像进行双组份颜色的填充，提出一种关于模板颜色填充的方法；

对生成的灰度夹花纹理图像的每个像素点进行双组份颜色混合的填充。由色纺纱智能配色软打样系统提供的配色方案。在保持模板总体颜色与目标样颜色一致的约束条件下，根据单色纤维的颜色和比例，计算出模板各点的颜色值。而对于夹花纹理模板而言，模板像素的灰度值就代表着仿真时双组份颜色的混合状态。在已知两种混色比例(A∶B)的条件下，满足如下条件公式进行颜色的填充：

A+B＝1                                                (9)

$\underset{i=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{p}_i=1$

$\underset{i=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{A}_i{P}_i=A---\left(10\right)$

$\underset{i=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{B}_i{P}_i=B$

A_i+B_i＝1

其(10)中P_i表示图像中每点像素所占的频率，n表示图像中最大像素值一般为255，A_i、B_i表示每个像素中每种颜色所占的比例系数；满足混合时夹花模板上有两种纯色其余为混合色填充，为了找到可以满足条件系数问题，假设p_i是均匀分布时存在一个A_i的函数解满足条件公式，由式(10)可类推出式(11)。

$\underset{i=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}{A}_i{P}_i=A---\left(10\right)$

A表示双组份混合颜色中的一种颜色比例，A_i是未知数，从等式中可以看出A_i＝f(P_i，A)的关系，由于在求解过程中A_i很难找到满足条件的与P_i有关的函数。假设P_i是均匀分布的，那么未知数A_i只与A_i＝f(A)有关的函数。A_i的值是单调递减的分布，颜色填充过程中能够顺次连接，不存在颜色的“跳变”现象。A(0)＝1，A(n)＝0，A_j＞A_k(j＞k)，即满足P(0)位置100％填充，P(n)位置0％填充。为了实现题目的要求，求解方法为：假设：Pi是经过灰度均衡化后，令(A_i＝-i^r+1)，该函数形式满足单调递减且连续，且满足A(0)＝1，A(n)＝0的要求，采用迭代逼近的算法可以实现满足条件的最优解，给定初始r＝1.0，其增量Δr＝0.1，求误差判断若Δ＞0，则r＝r+Δr；若Δ＜0，则r＝r-Δr；若Δ出现的符号改变或震荡时，则迭代过程中的终止条件为(1)、Δ＜e^-10时即误差接近0时；(2)、迭代过程中不收敛，如果连续的误差Δ的绝对值增加或者不改变的次数超过10次，选取Δ的绝对值最小的r值为最后结果。

对灰度夹花图像每个像素点按照不同的比例填充混合颜色时，由于不均匀的颜色空间会给色差的计算带来诸多不便，所以把图像的颜色空间转化为CIEL^*a^*b^*均匀颜色空间，国际照明委员会(CIE)定义的三个均匀色彩空间(L，a，b)，它的″L″(明亮度)、“a”(绿色到红色)和“b″(蓝色到黄色)代表许多的值。与其他的颜色空间相比，它的均匀性是相对比较好的，颜色的亮度(L)、灰阶和饱和度(a，b)可以单独修正，这样，图像的整个颜色都可以在不改变图像或其亮度的情况下发生改变。由此建立的色差计算的结果与视觉感受之间有更好的相关性。输出图像信息时需要转换成RGB(显示用)，对于本模板每块X_i的Lab值的表示如下，其中L_na_nb_n表示色纺纱中按比例配色的某种颜色值：

X_ni(Lab)＝(L_n*X_ni，a_n*X_ni，b_n*X_ni)                                  (12)

X_ni(Lab)表示灰度夹花纹理模板填充颜色后每块像素的颜色，其中该像素点的明亮度为按比例混合后的一种颜色的亮度与所占的比例的乘积即L*X_ni，同理灰阶(a)和饱和度(b)，填充双组份颜色后的典型夹花纹理织物效果。

(5)、实现夹花织物的仿真模拟，在得到两种不同夹花纹理模板的基础上进行织物的组织纹理叠加，并对叠加后的图像进行尖锐化处理，满足色纺夹花织物软打样的实现。

选择典型的织物组织实样(针织组织、平纹组织、斜纹等)，扫描，处理成纹理清晰、层次丰富、四方连续的织物组织纹理模板。

根据需要选合适的织物组织纹理模板，缩放并调整成所需组织纹理图像的大小，其次与随机夹花纹理模板叠加，生成仿真图，与典型夹花纹理模板叠加后的仿真图。其叠加的原理是要满足不同的模板在叠加过程中的的平均亮度不变，(1)、统计组织纹理模板的像素点的大小，算出其平均亮度(L)值，要求调整组织纹理模板的平均亮度等于彩色夹花纹理模板的平均亮度，即对亮度的叠加实现；(2)、将彩色夹花纹理模板的a、b值叠加到组织纹理模板上。即对颜色的叠加实现。

在进行图像叠加之前要考虑对织物的组织纹理进行尖锐化处理，以满足夹花纹理与组织纹理叠加后能够更清晰准确的实现计算机仿真。图像尖锐化处理主要用于增强组织纹理图像的边缘及灰度跳变的部分，避免叠加后有阴影的出现，本方法用的是拉普拉斯边缘检测算子该算子的特点是利用高斯滤波器对图像进行平滑。二维高斯滤波器的响应函数为

$G(x,y)=\frac{1}{2\mathrm{\π}{\mathrm{\δ}}^2}{e}^{-\frac{x^2+y^2}{2{\mathrm{\δ}}^2}}$

假设I(x，y)为灰度组织纹理的图像函数，由线性卷积可得，

${\▿}^2\{G(x,y)*I(x,y)\}=\left\{{\▿}^{2}G(x,y)\right\}*I(x,y)$

对图像的高斯平滑滤波与拉普拉斯微分运算结合成一个卷积算子：

${\▿}^{2}G(x,y)=\frac{1}{2\mathrm{\π}{\mathrm{\δ}}^4}(\frac{x^2+y^2}{{\mathrm{\δ}}^2}-2)e^{-\frac{x^2+y^2}{2{\mathrm{\δ}}^2}}$

$=A^2(\frac{x^2}{{\mathrm{\δ}}^2}-1)e^{-\frac{x^2}{{2\mathrm{\δ}}^2}}{e}^{-\frac{y^2}{2{\mathrm{\δ}}^2}}+A^2(\frac{y^2}{{\mathrm{\δ}}^2}-1)e^{-\frac{x^2}{2{\mathrm{\δ}}^2}}{e}^{-\frac{y^2}{2{\mathrm{\δ}}^2}}$

用上述的算子卷积组织纹理图像，通过判断符号的变化确定出组织纹理零交叉点的位置，使组织纹理图像更具有颗粒感。叠加后的仿真图像更清晰。

通过以上方法实现对两种不同效果的夹花风格进行计算机仿真实现过程，即随机生成的夹花纹理模板叠加织物组织纹理模板、具有典型夹花风格的夹花纹理模板叠加织物组织纹理模板的仿真实现方法，通过利用图像处理技术可以调整实现不同的夹花程度、夹花效果的延伸性、夹花的明暗度、组织纹理的大小改变等效果，使计算机仿真更具有灵活性、更接近实际打样。

Claims (1)

1.一种色纺夹花织物的计算机仿真方法，该计算机仿真方法是在已知多组份色纺夹花织物的单色样颜色及比例配方的基础上，将两种或两种以上不同颜色的纱线经过混合后织成两种或两种以上组份色纺织物，其特征在于该方法主要包括如下内容：

(1)、前期准备，分析形成色纺夹花织物形成的原因及选定具有特定夹花风格效果的实样进行扫描分析处理；

(2)、多组份随机夹花纹理模板的生成；

(3)、双组份典型夹花风格纹理模板的生成；

(4)、对具有双组份典型夹花纹理模板的图像进行颜色的填充，提出一种关于模板颜色填充的方法；

(5)、实现夹花织物的仿真模拟，在得到两种不同夹花纹理模板的基础上进行织物的组织纹理叠加，并对叠加后的图像进行尖锐化处理，满足色纺夹花织物软打样的实现；

所述的多组份随机夹花纹理模板的生成是：

首先，通过色纺纱智能配色以确定多组份颜色的比例系数，在随机生成的图像中按照该比例系数进行颜色概率的填充，通过随机扰动改变颜色的分布状态，形成不具有规律的彩色像素点的真彩图像；

其次，在保证颜色准确的前提下，利用平滑方法实现形成中间过渡色，对生成的真彩具有“夹花簇”效果的图像进行图像平滑化处理；

最后，利用双线性插值缩放的算法改变随机夹花的风格，通过改变新生成的缩放图像并对其保存使得多组份色纺织物夹花风格可以改变；

所述的双组份典型夹花纹理模板生成是：

首先，它是将典型的夹花纹理风格实样扫描成图像信息，利用二维离散傅里叶变换将夹花织物的图像信息转换到频域中并利用Butterworth 带通滤波器的传递函数，去除织物的组织纹理，保留只具有典型夹花风格的纹理图像；为得到仿真应用的夹花纹理模板，需对处理后的夹花图像进行图像增强处理；

其次，将具有夹花纹理的图像变换后可产生一幅灰度级分布具有均匀概率密度的图像，同时也扩展了夹花图像像素取值的动态范围；或根据具体夹花纹理模板的风格，需要将图像信息调整为特定直方图的图像，以便能够更准确的对图像中的部分灰度级加以增强处理，即直方图规定化处理；只需规定希望的灰度概率密度函数，经过变换可得到灰度夹花纹理模板；

最后，在保证颜色准确的前提下，对具有典型夹花纹理模板的图像进行颜色的填充，提出一种关于模板颜色填充的方法，具体是：对生成的灰度夹花纹理图像的每个像素点进行双组份颜色混合的填充；由色纺纱智能配色软打样系统提供的配色方案；在保持模板总体颜色与目标样颜色一致的约束条件下，根据单色纤维的颜色和比例，计算出模板各点的颜色值；而对于夹花纹理模板而言，模板像素的灰度值就代表着仿真时双组份颜色的混合状态；

所述实现夹花织物的仿真模拟，在得到两种不同夹花纹理模板的基础上进行织物的组织纹理叠加，并对叠加后的图像进行尖锐化处理，具体是：所述的多组份随机夹花纹理模板和双组份典型夹花纹理模板通过织物的组织纹理叠加后构成织物组织纹理模板，实现夹花织物的仿真模拟；

所述的叠加是要满足不同的模板在叠加过程中的平均亮度不变，具体是：(1)、统计组织纹理模板的像素点的大小，算出其平均亮度L值，要求调整组织纹理模板的平均亮度等于彩色夹花纹理模板的平均亮度，即对亮度的叠加实现；(2)、将彩色夹花纹理模板的灰阶和饱和度a、b 值叠加到组织纹理模板上，即对颜色的叠加实现；

所述的尖锐化处理主要用于增强组织纹理图像的边缘及灰度跳变的部分，避免叠加后有阴影的出现，它采用的是拉普拉斯边缘检测算子▽²G，该算子的特点是利用高斯滤波器对图像进行平滑；通过判断符号的变化确定出组织纹理零交叉点的位置，使组织纹理图像更具有颗粒感，叠加后的仿真图像更清晰。