CN104463925B - 基于斑点模板自动组合的数码迷彩设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于斑点模板自动组合的数码迷彩设计方法，其特征包括：1、设计迷彩斑点模板并组成迷彩斑点模板库；2、初始化数码迷彩图案；3、勾勒数码迷彩图像的主轮廓；4、绘制迷彩图案雏形图；5、绘制目标迷彩图案。本发明能提高数码迷彩图案的设计效率和实际喷绘过程中的生产效率，并能够保证数码迷彩图案质量的稳定性。

Description

基于斑点模板自动组合的数码迷彩设计方法

技术领域

本发明涉及迷彩伪装的设计技术领域，具体地说是一种基于斑点模板自动组合的大型车辆表面数码迷彩设计方法。

背景技术

数码迷彩利用视觉原理，通过色块的多种不规则组合，克服了传统迷彩不同色彩间视觉区分度大的弊病，更容易与自然背景融合，能够有效应对高分辨率航空与航天光学侦察。

在迷彩设计行业，现有的数码迷彩图案的设计主要通过人工手绘的方法完成。这种设计方法是一种主观的设计方法，十分依赖设计者的经验，具有很大的随机性，设计的效率低下，迷彩图案的伪装质量稳定性得不到保障。

近年来，研究者们提出一些基于图像背景纹理分割的迷彩设计方法，利用现有的一些纹理提取技术提取背景图像的纹理，作为迷彩图案设计的轮廓约束进行迷彩图案的设计。但是，该方法存在两点不足：(1)国家在数码迷彩设计方面有着严格的行业标准，而该方法严重依赖于背景纹理颜色、类型，因为设计出的迷彩往往无法满足国家标准的要求，无法投入实际生产和应用；(2)在大型车辆表面数码迷彩的实际喷绘工艺中，一个迷彩斑点的边长可能达到10-20CM，为了避免造成矩形迷彩斑点边缘出现毛边、弯曲等瑕疵问题，一般先用镂空的硬纸板制作成的迷彩斑点模板覆盖在车辆喷绘表面，再进行喷绘。上述基于背景纹理提取的迷彩设计方法没有和实际的基于斑点模板的喷绘过程相结合，其设计出来的迷彩图案不能有效指导后续的喷绘工艺，应用前景有限。

发明内容

本发明是为避免现有技术所存在的不足之处，提出一种基于斑点模板自动组合的数码迷彩设计方法，以期能实现大型表面数码迷彩图案的数字化设计，提高数码迷彩图案的设计效率和实际喷绘过程中的生产效率，并对迷彩图案的实际喷绘工艺进行指导，保证所设计数码迷彩图案伪装质量的稳定性。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明一种基于斑点模板自动组合的数码迷彩设计方法的特点是按如下步骤进行：

步骤1、定义迷彩斑点模板{T_i|i＝1,2,…,t}为t个大小为m×n的0-1矩阵，m表示迷彩斑点模板的宽，n表示所述迷彩斑点模板的高；所述0-1矩阵中取值为1的像素点为着色像素点，取值为0的像素点为非着色像素点；由所述迷彩斑点模板{T_i|i＝1,2,…,t}组成迷彩斑点模板库；

在所述迷彩斑点模板库中，定义：

大号斑点模板为包含B％-A％着色像素点的迷彩斑点模板；

中号斑点模板为包含C％-B％着色像素点的迷彩斑点模板；

小号斑点模板为包含D％-C％着色像素点的迷彩斑点模板；

D＜C＜B＜A，45≤A≤55，25≤B≤35，10≤C≤20，5≤D<10；

步骤2、初始化数码迷彩图案：

步骤2.1、根据目标迷彩类型选取喷绘主色序列{C_j|j＝1,2,…,c}；c表示喷绘主色的个数；

步骤2.2、定义循环变量I；初始化I＝1；建立宽为W高为H的图像作为初始化图像M_I；

定义所述喷绘主色序列{C_j|j＝1,2,…,c}中比率最高的颜色为迷彩图案主颜色C_α，利用所述迷彩图案主颜色C_α绘制所述初始化图像M_I的底色，从而获得带有底色的图像M_I+1；

步骤2.3、定义大小为W×H的矩阵MC_I+1为所述带有底色的图像M_I+1的绘制代价图，并将所述带有底色的图像M_I+1的绘制代价图MC_I+1中的每个像素值初始化为0；

步骤2.4、定义大小为W×H的矩阵MD_I+1为所述带有底色的图像M_I+1的分布引导图，并将所述带有底色的图像M_I+1的分布引导图MD_I+1中的每个像素值初始化为0；

步骤2.5、定义大小m×n的矩阵TC_i为所述迷彩斑点模板T_i的模板绘制代价矩阵，从而为所述迷彩斑点模板库中每个迷彩斑点模板建立模板绘制代价矩阵；

步骤2.6、定义大小u×v的矩阵TD_i为所述迷彩斑点模板T_i的模板分布引导矩阵，u＝2m-1，v＝2n-1；从而为所述迷彩斑点模板库中的每个迷彩斑点模板建立模板分布引导矩阵；

步骤3、勾勒所述带有底色的图像M_I+1的主轮廓：

步骤3.1、以所述带有底色的图像M_I+1的任一顶点作为原点O，以与所述原点O相邻的两条边分别作为X轴和Y轴，从而建立坐标系XOY；在所述坐标系XOY中，任意选取一组平行线段集合L＝{L₁,L₂,…,L_l}，l表示平行线段的个数；在所述平行线集合L中的每条线段上每隔一段距离d选取一个中心点，从而构成模板分布中心点集合G＝{G₁,G₂,…,G_h,…,G_g}；g为所述模板分布中心点集合G中的中心点个数，1≤h≤g；

步骤3.2、在所述迷彩斑点模板库中随机选取任意一个大号斑点模板T_b，1≤b≤t；t为所述迷彩斑点模板库中迷彩斑点模板的个数；在所述模板分布中心点集合G中任意选取一个中心点G_h，以所述中心点G_h为所述大号斑点模板T_b的中心位置；将所述大号斑点模板T_b分布在所述带有底色的图像M_I+1上，从而使得所述模板分布中心点集合中的每个中心点都分布有任一大号斑点模板；

步骤3.3、在所述喷绘主色序列{C_j|j＝1,2,…,c}中任意选取一种喷绘主色C_β填充每个中心点上的大号斑点模板的着色像素点；β≠α；从而获得迷彩图案雏形图M_I+2；

步骤3.4、利用式(1)获得所述迷彩图案雏形图M_I+2的绘制代价图MC_I+2：

MC_I+2(x,y)＝MC_I+1(x,y)+TC_b[x'][y'](1)

式(1)中，坐标(x,y)表示以所述中心点G_h为中心的m×n邻域内的任一像素；MC_I+2(x,y)为所述绘制代价图MC_I+2中坐标(x,y)的像素值；TC_b为大号斑点模板T_b的绘制代价矩阵；TC_b[x'][y']表示所述大号斑点模板T_b的绘制代价矩阵TC_b中第x'行和第y'列的元素值；所述第x'行和第y'列的元素[x'][y']对应于所述绘制代价图MC_I+2中的坐标(x,y)；

步骤3.5、利用式(2)获得所述迷彩图案雏形图M_I+2的分布引导图MD_I+2：

MD_I+2(p,q)＝MD_I+1(p,q)+TD_b[p'][q'](2)

式(2)中，坐标(p,q)表示以所述中心点G_h为中心的u×v邻域内的任一像素；MD_I+2(p,q)为所述分布引导图MD_I+2中坐标(p,q)的像素值；TD_b为大号斑点模板T_b的分布引导矩阵；TD_b[p'][q']表示所述大号斑点模板T_b的分布引导矩阵TD_b中第p'行和第q'列的元素值；所述第p'行和第q'列的元素[p'][q']对应于所述分布引导图MD_I+2中的坐标(p,q)；

步骤4、采用贪心算法绘制所述迷彩图案雏形图M_I+2，从而获得所述迷彩图案雏形图M_I+3：

步骤4.1、在所述迷彩图案雏形图M_I+2寻找最大连通域D_max，并判断所述最大连通域D_max是否大于等于设定的阈值，若否，则执行步骤5；若是，则将所述最大连通域D_max内的像素点所构成的集合作为候选像素点集合P＝{P₁,P₂,…,P_r,…,P_R}，1≤r≤R，R表示候选像素点的总数；

步骤4.2、从所述迷彩斑点模板库中选取任一中号斑点模板T_e；1≤e≤t；利用式(3)获得所述候选像素点集合P中任意一个候选像素点P_r(x_r,y_r)的重复喷绘代价

${\mathrm{EC}}_{P_r}=\underset{s}{\overset{m}{\&Sigma;}}\underset{k}{\overset{n}{\&Sigma;}}{T}_e\&lsqb;s\&rsqb;\&lsqb;k\&rsqb;\&times;{\mathrm{MC}}_{I+2}(s+x_r-\frac{m+1}{2},k+y_r-\frac{n+1}{2})---\left(3\right)$

式(3)中，T_e[s][k]表示所述中号斑点模板T_e中第s行和第k列的元素值；MC_I+2表示所述迷彩图案雏形图M_I+2的绘制代价图；

步骤4.3、定义一个变量为所述候选像素P_r(x_r,y_r)的联合分布指导值，利用式(4)获得所述候选像素P_r(x_r,y_r)的联合分布指导值

${\mathrm{JD}}_{P_r}=\mathrm{\&lambda;}\&times;{\mathrm{EC}}_{P_r}+\mathrm{\&gamma;}\&times;{\mathrm{MD}}_{I+2}(x_r,y_r)---\left(4\right)$

式(4)中，MD_I+2表示所述迷彩图案雏形图M_I+2的分布引导图；MD_I+2(x_r,y_r)表示分布引导图MD_I+2中候选像素P_r(x_r,y_r)的值；λ、γ∈(0,1)；

步骤4.4、重复步骤4.2和步骤4.3，获得所述候选像素点集合P中每个候选像素点的联合分布指导值，选取联合分布指导值最小的候选像素点作为最优位置Pos；

步骤4.5、以所述最优位置Pos为所述中号斑点模板T_e的中心位置；将所述中号斑点模板T_e分布在所述迷彩图案雏形图M_I+2上，并在所述喷绘主色序列中任意选取一种喷绘主色C_ω填充所述大号斑点模板T_e上的着色像素点；ω≠α；从而获得迷彩图案雏形图M_I+3；

步骤4.6、将I+1的值赋给I；

步骤4.7、利用式(1)和式(2)分别获得所述迷彩图案雏形图M_I+2的绘制代价图MC_I+2和分布引导图MD_I+2后返回步骤4.1；

步骤5、用小号斑点模板对步骤4获得的迷彩图案雏形图M_I+3进行修饰，从而获得目标迷彩图案M：

步骤5.1、在所述迷彩斑点模板库中随机选取任意一个小号斑点模板T_o，1≤o≤t；在所述迷彩图案雏形图M_I+3中寻找最大连通域D'_max，在所述最大连通域D'_max内和周围随机选取一个像素点作为所述小号斑点模板T_o的中心位置，将所述小号斑点模板T_o分布在所述迷彩图案雏形图M_I+3上，从而获得迷彩图案雏形图M_I+4；

步骤5.2、将I+1的值赋给I；并判断I是否超出阈值F，若是，则退出执行，从而获得目标迷彩图案M；否则，执行步骤5.1。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明首先建立迷彩斑点模板库，之后初始化迷彩图案，并勾勒迷彩图案的主轮廓，然后利用代价图和分布引导图来指导迷彩斑点模板在包含主轮廓的迷彩图上的分布，获得迷彩图案雏形图，最终对迷彩图案雏形图进行修饰，从而获得目标数码迷彩图案，解决了当前设计方法依赖于设计者经验，难以指导后续喷绘工艺等难题，从而提高了数码迷彩设计的效率和在实际喷绘中的效率。

2、本发明利用分布引导图来指导迷彩斑点模板的分布，分布引导图是数码迷彩的设计经验以及相关约束的形式化表达，解决了数码迷彩图案人工设计造成的伪装质量不稳定的问题，从而提高了数码迷彩图案伪装效果的稳定性。

3、本发明利用绘制代价图来指导迷彩斑点模板的分布，绘制代价图反映了各个像素点在实际绘制中所耗费的人力物力，在保证数码迷彩图案的伪装性的同时，选择付出代价最小的位置分布斑点模板，解决了数码迷彩图案在实际喷绘过程中生产效率低的问题，从而提高了所设计数码迷彩图案在实际喷绘中生产效率。

附图说明

图1为本发明基于模板的数码迷彩图案设计方法流程图；

图2a为本发明大号斑点模板示意图；

图2b为本发明中号斑点模板示意图；

图2c为本发明小号斑点模板示意图；

图3为本发明带有底色的图像的主轮廓示意图；

图4为本发明迷彩斑点模板的分布引导矩阵；

图5为本发明迷彩斑点模板的绘制代价矩阵；

图6为本发明目标迷彩图案的绘制图。

具体实施方式

本实施例中，一种基于斑点模板自动组合的数码迷彩设计方法的设计过程如图1所示，并按如下过程进行：

步骤1、定义迷彩斑点模板{T_i|i＝1,2,…,t}为t个大小为m×n的0-1矩阵，m表示迷彩斑点模板的宽，n表示所述迷彩斑点模板的高，如图2所示；0-1矩阵中取值为1的像素点为着色像素点，取值为0的像素点为非着色像素点；着色像素点代表实际喷绘迷彩图案中的一个方块，方块大小取决于喷绘目标，在军车、坦克表面，一个像素点可以达到10×10-20×20厘米；这些迷彩斑点模板是数码迷彩设计过程中一些具有代表性的迷彩斑点；由迷彩斑点模板{T_i|i＝1,2,…,t}组成迷彩斑点模板库；本实施例中，设计的迷彩斑点模板库中包含20个大小为m＝11，n＝13的0-1矩阵；

在迷彩斑点模板库中，定义：

大号斑点模板为包含B％-A％着色像素点的迷彩斑点模板；

中号斑点模板为包含C％-B％着色像素点的迷彩斑点模板；

小号斑点模板为包含D％-C％着色像素点的迷彩斑点模板；D＜C＜B＜A，45≤A≤55，25≤B≤35，10≤C≤20，5≤D<10；

本实施例中，A＝50，B＝30，C＝15，D＝5，使用的大号斑点模板、中号斑点模板和小号斑点模板如图2a、图2b和图2c所示。

步骤2、初始化数码迷彩图案：

步骤2.1、数码迷彩图案依据不同的伪装背景被划分为不同类型的数码迷彩图案，目前主要分为丛林型数码迷彩、海洋型数码迷彩、城市型数码迷彩和沙漠型数码迷彩；参考军事标准色，为不同类型的数码迷彩设定特定的喷绘主色序列；根据目标迷彩类型选取喷绘主色序列{C_j|j＝1,2,…,c}；c表示喷绘主色的个数；本实例中，c＝5；

步骤2.2、定义循环变量I；初始化I＝1；建立宽为W高为H的图像作为初始化图像M_I；本实例中，W＝800，H＝600；

定义喷绘主色序列{C_j|j＝1,2,…,c}中占比率最高的颜色为迷彩图案主颜色C_α，利用迷彩图案主颜色C_α绘制初始化图像M₁的底色，从而获得带有底色的图像M_I+1；

步骤2.3、定义大小为W×H的矩阵MC_I+1为带有底色的图像M_I+1的绘制代价图，并将带有底色的图像M_I+1的绘制代价图MC_I+1中的每个像素值初始化为0；绘制代价图反映目标迷彩图像的喷绘代价，代价值越大在实际的喷绘过程中耗费的人力物力越大；

步骤2.4、定义大小为W×H的矩阵MD_I+1为带有底色的图像M_I+1的分布引导图，并将带有底色的图像M_I+1的分布引导图MD_I+1中的每个像素值初始化为0；分布引导图反映目标迷彩图案可以引导迷彩斑点模板的分布，使得绘制出的迷彩符合国家相关标准。引导值越小的位置，分布模板的可能性越大；

步骤2.5、定义大小m×n的矩阵TC_i为迷彩斑点模板T_i的模板绘制代价矩阵，如图4所示，从而建立迷彩斑点模板库中每个迷彩斑点模板的模板绘制代价矩阵；模板绘制代价矩阵中的值反映斑点模板在喷绘过程中所耗费的代价，在迷彩斑点模板的分布过程中，用来更新数码迷彩图像的绘制代价图；

步骤2.6、定义大小u×v的矩阵TD_i为迷彩斑点模板T_i的模板分布引导矩阵，如图5所示，u＝2m-1，v＝2n-1；从而建立迷彩斑点模板库中的每个迷彩斑点模板的模板分布引导矩阵；模板分布引导矩阵为一些行业标准约束条件的形式化，模板分布引导矩阵在迷彩斑点模板的分布过程中，用来更新数码迷彩图像的分布引导图；

步骤3、勾勒带有底色的图像M_I+1的主轮廓，如图3所示，使设计的目标迷彩图案具有自己明显的形状特征，达到掩盖伪装物原始形态的目的：

步骤3.1、以带有底色的图像M_I+1的任一顶点作为原点O，本实例中以图像的左上角顶点为原点O，以与原点O相邻的两条边分别作为X轴和Y轴，从而建立坐标系XOY；在坐标系XOY中，任意选取一组平行线段集合L＝{L₁,L₂,…,L_l}，l表示平行线段的个数；本实例中，选取三条倾斜角为45度的平行线段作为平行线段集合L，在平行线集合L中的每条线段上每隔一段距离d选取一个中心点，从而构成模板分布中心点集合G＝{G₁,G₂,…,G_h,…,G_g}；g为模板分布中心点集合G中的中心点个数，1≤h≤g；本实例中d＝10；

步骤3.2、在迷彩斑点模板库中随机选取任意一个大号斑点模板T_b，1≤b≤t；t为迷彩斑点模板库中迷彩斑点模板的个数；在模板分布中心点集合G中任意选取一个中心点G_h，以中心点G_h为大号斑点模板T_b的中心位置；将大号斑点模板T_b分布在带有底色的图像M_I+1上，从而使得模板分布中心点集合中的每个中心点都分布有任一大号斑点模板；

步骤3.3、在喷绘主色序列{C_j|j＝1,2,…,c}中任意选取一种喷绘主色C_β填充每个中心点上的大号斑点模板的着色像素点；β≠α；从而获得迷彩图案雏形图M_I+2；

步骤3.4、利用式(1)获得迷彩图案雏形图M_I+2的绘制代价图MC_I+2：

MC_I+2(x,y)＝MC_I+1(x,y)+TC_b[x'][y'](1)

式(1)中，坐标(x,y)表示以中心点G_h为中心的m×n邻域内的任一像素；MC_I+2(x,y)为绘制代价图MC_I+2中坐标(x,y)的像素值；TC_b为大号斑点模板T_b的绘制代价矩阵；TC_b[x'][y']表示大号斑点模板T_b的绘制代价矩阵TC_b中第x'行和第y'列的元素值；第x'行和第y'列的元素[x'][y']对应于绘制代价图MC_I+2中的坐标(x,y)；

步骤3.5、利用式(2)迷彩图案雏形图M_I+2的分布引导图MD_I+2：

MD_I+2(p,q)＝MD_I+1(p,q)+TD_b[p'][q'](2)

式(2)中，坐标(p,q)表示以中心点G_h为中心的u×v邻域内的任一像素；MD_I+2(p,q)为分布引导图MD_I+2中坐标(p,q)的像素值；TD_b为大号斑点模板T_b的分布引导矩阵；TD_b[p'][q']表示大号斑点模板T_b的分布引导矩阵TD_b中第p'行和第q'列的元素值；第p'行和第q'列的元素[p'][q']对应于分布引导图MD_I+2中的坐标(p,q)；

步骤4、采用贪心算法绘制迷彩图案雏形图M_I+2，从而获得迷彩图案雏形图M_I+3，完成迷彩图案的整体设计。利用贪心算法的设计思想，将目标迷彩图案的整体设计分解成多个迷彩斑点模板在目标迷彩图案M中的分布，每次在当前斑点模板分布状态下，选择迷彩图案雏形图中的最优位置Pos分布中号斑点模板，直至目标迷彩图案M满足相关约束，包含如下步骤：

步骤4.1、在迷彩图案雏形图M_I+2寻找最大连通域D_max，并判断最大连通域D_max是否大于等于设定的阈值，本实例中阈值为100，若否，则执行步骤5；若是，则将最大连通域D_max内的像素点所构成的集合作为候选像素点集合P＝{P₁,P₂,…,P_r,…,P_R}，1≤r≤R，R表示候选像素点的总数；

步骤4.2、从所述迷彩斑点模板库中选取任一中号斑点模板T_e；1≤e≤t，t为迷彩斑点模板库中迷彩斑点模板的个数；利用式(3)获得候选像素点集合P中任意一个候选像素点P_r(x_r,y_r)的重复喷绘代价重复喷绘代价的取值大小能够在一定程度上反映模板T_e覆盖区域由于重复喷绘造成的喷绘代价的大小：

${\mathrm{EC}}_{P_r}=\underset{s}{\overset{m}{\&Sigma;}}\underset{k}{\overset{n}{\&Sigma;}}{T}_e\&lsqb;s\&rsqb;\&lsqb;k\&rsqb;\&times;{\mathrm{MC}}_{I+2}(s+x_r-\frac{m+1}{2},k+y_r-\frac{n+1}{2})---\left(3\right)$

式(3)中，T_e[s][k]表示中号斑点模板T_e中第s行和第k列的元素值；MC_I+2表示迷彩图案雏形图M_I+2的绘制代价图；

步骤4.3、定义一个变量为候选像素P_r(x_r,y_r)的联合分布指导值，利用式(4)获得候选像素P_r(x_r,y_r)的联合分布指导值联合分布指导值的取值大小能够反映在候选像素P_r(x_r,y_r)分布模板T_e的概率的大小，同时能够反映在候选像素P_r(x_r,y_r)分布模板T_e的重复喷绘代价的大小：

${\mathrm{JD}}_{P_r}=\mathrm{\&lambda;}\&times;{\mathrm{EC}}_{P_r}+\mathrm{\&gamma;}\&times;{\mathrm{MD}}_{I+2}(x_r,y_r)---\left(4\right)$

式(4)中，MD_I+2表示迷彩图案雏形图M_I+2的分布引导图；MD_I+2(x_r,y_r)表示分布引导图MD_I+2中候选像素P_r(x_r,y_r)的值；λ、γ∈(0,1)；

步骤4.4、重复步骤4.2和步骤4.3，获得候选像素点集合P中每个候选像素点的联合分布指导值，选取联合分布指导值最小的候选像素点作为最优位置Pos；

步骤4.5、以最优位置为中号斑点模板T_e的中心位置；将中号斑点模板T_e分布在迷彩图案雏形图M_I+2上，并在喷绘主色序列中任意选取一种喷绘主色C_ω填充大号斑点模板T_e上的着色像素点；ω≠α；从而获得迷彩图案雏形图M_I+3；

步骤4.6、将I+1的值赋给I；

步骤4.7、利用式(1)和式(2)分别获得迷彩图案雏形图M_I+2的绘制代价图MC_I+2和分布引导图MD_I+2后返回步骤4.1；

步骤5、用小号斑点模板对步骤4获得的迷彩图案雏形图M_I+3进行修饰，从而获得目标迷彩图案M，修饰的目的是提高迷彩图案雏形图的层次性，将目标迷彩图案中的每个像素作为一个10×10像素的方形块绘制，得到目标迷彩图案的绘制图，如图6所示：

步骤5.1、在迷彩斑点模板库中随机选取任意一个小号斑点模板T_o，1≤o≤t；在迷彩图案雏形图M_I+3中寻找最大连通域D'_max，在最大连通域D'_max内和周围随机选取一个像素点作为小号斑点模板T_o的中心位置，将小号斑点模板T_o分布在迷彩图案雏形图M_I+3上，从而获得迷彩图案雏形图M_I+4；

步骤5.2、将I+1的值赋给I；并判断I是否超出阈值F，本实施例中F＝5，从而获得目标迷彩图案M；否则，执行步骤5.1。

Claims (1)

1.一种基于斑点模板自动组合的数码迷彩设计方法，其特征是按如下步骤进行：

步骤1、定义迷彩斑点模板{T_i|i＝1,2,…,t}为t个大小为m×n的0-1矩阵，m表示迷彩斑点模板的宽，n表示所述迷彩斑点模板的高；所述0-1矩阵中取值为1的像素点为着色像素点，取值为0的像素点为非着色像素点；由所述迷彩斑点模板{T_i|i＝1,2,…,t}组成迷彩斑点模板库；

在所述迷彩斑点模板库中，定义：

大号斑点模板为包含B％-A％着色像素点的迷彩斑点模板；

中号斑点模板为包含C％-B％着色像素点的迷彩斑点模板；

小号斑点模板为包含D％-C％着色像素点的迷彩斑点模板；

D＜C＜B＜A，45≤A≤55，25≤B≤35，10≤C≤20，5≤D<10；

步骤2、初始化数码迷彩图案：

步骤2.1、根据目标迷彩类型选取喷绘主色序列{C_j|j＝1,2,…,c}；c表示喷绘主色的个数；

步骤2.2、定义循环变量I；初始化I＝1；建立宽为W高为H的图像作为初始化图像M_I；

定义所述喷绘主色序列{C_j|j＝1,2,…,c}中比率最高的颜色为迷彩图案主颜色C_α，利用所述迷彩图案主颜色C_α绘制所述初始化图像M_I的底色，从而获得带有底色的图像M_I+1；

步骤2.3、定义大小为W×H的矩阵MC_I+1为所述带有底色的图像M_I+1的绘制代价图，并将所述带有底色的图像M_I+1的绘制代价图MC_I+1中的每个像素值初始化为0；

步骤2.4、定义大小为W×H的矩阵MD_I+1为所述带有底色的图像M_I+1的分布引导图，并将所述带有底色的图像M_I+1的分布引导图MD_I+1中的每个像素值初始化为0；

步骤2.5、定义大小m×n的矩阵TC_i为所述迷彩斑点模板T_i的模板绘制代价矩阵，从而为所述迷彩斑点模板库中每个迷彩斑点模板建立模板绘制代价矩阵；

步骤2.6、定义大小u×v的矩阵TD_i为所述迷彩斑点模板T_i的模板分布引导矩阵，u＝2m-1，v＝2n-1；从而为所述迷彩斑点模板库中的每个迷彩斑点模板建立模板分布引导矩阵；

步骤3、勾勒所述带有底色的图像M_I+1的主轮廓：

步骤3.1、以所述带有底色的图像M_I+1的任一顶点作为原点O，以与所述原点O相邻的两条边分别作为X轴和Y轴，从而建立坐标系XOY；在所述坐标系XOY中，任意选取一组平行线段集合L＝{L₁,L₂,…,L_l}，l表示平行线段的个数；在所述平行线集合L中的每条线段上每隔一段距离d选取一个中心点，从而构成模板分布中心点集合G＝{G₁,G₂,…,G_h,…,G_g}；g为所述模板分布中心点集合G中的中心点个数，1≤h≤g；

步骤3.2、在所述迷彩斑点模板库中随机选取任意一个大号斑点模板T_b，1≤b≤t；t为所述迷彩斑点模板库中迷彩斑点模板的个数；在所述模板分布中心点集合G中任意选取一个中心点G_h，以所述中心点G_h为所述大号斑点模板T_b的中心位置；将所述大号斑点模板T_b分布在所述带有底色的图像M_I+1上，从而使得所述模板分布中心点集合中的每个中心点都分布有任一大号斑点模板；

步骤3.3、在所述喷绘主色序列{C_j|j＝1,2,…,c}中任意选取一种喷绘主色C_β填充每个中心点上的大号斑点模板的着色像素点；β≠α；从而获得迷彩图案雏形图M_I+2；

步骤3.4、利用式(1)获得所述迷彩图案雏形图M_I+2的绘制代价图MC_I+2：

MC_I+2(x,y)＝MC_I+1(x,y)+TC_b[x'][y'](1)

式(1)中，坐标(x,y)表示以所述中心点G_h为中心的m×n邻域内的任一像素；MC_I+2(x,y)为所述绘制代价图MC_I+2中坐标(x,y)的像素值；TC_b为大号斑点模板T_b的绘制代价矩阵；TC_b[x'][y']表示所述大号斑点模板T_b的绘制代价矩阵TC_b中第x'行和第y'列的元素值；所述第x'行和第y'列的元素[x'][y']对应于所述绘制代价图MC_I+2中的坐标(x,y)；

步骤3.5、利用式(2)获得所述迷彩图案雏形图M_I+2的分布引导图MD_I+2：

MD_I+2(p,q)＝MD_I+1(p,q)+TD_b[p'][q'](2)

式(2)中，坐标(p,q)表示以所述中心点G_h为中心的u×v邻域内的任一像素；MD_I+2(p,q)为所述分布引导图MD_I+2中坐标(p,q)的像素值；TD_b为大号斑点模板T_b的分布引导矩阵；TD_b[p'][q']表示所述大号斑点模板T_b的分布引导矩阵TD_b中第p'行和第q'列的元素值；所述第p'行和第q'列的元素[p'][q']对应于所述分布引导图MD_I+2中的坐标(p,q)；

步骤4、采用贪心算法绘制所述迷彩图案雏形图M_I+2，从而获得所述迷彩图案雏形图M_I+3：

步骤4.1、在所述迷彩图案雏形图M_I+2寻找最大连通域D_max，并判断所述最大连通域D_max是否大于等于设定的阈值，若否，则执行步骤5；若是，则将所述最大连通域D_max内的像素点所构成的集合作为候选像素点集合P＝{P₁,P₂,…,P_r,…,P_R}，1≤r≤R，R表示候选像素点的总数；

步骤4.2、从所述迷彩斑点模板库中选取任一中号斑点模板T_e；1≤e≤t；利用式(3)获得所述候选像素点集合P中任意一个候选像素点P_r(x_r,y_r)的重复喷绘代价

${\mathrm{EC}}_{P_r}=\underset{s}{\overset{m}{\&Sigma;}}\underset{k}{\overset{n}{\&Sigma;}}{T}_e\&lsqb;s\&rsqb;\&lsqb;k\&rsqb;\&times;{\mathrm{MC}}_{I+2}(s+x_r-\frac{m+1}{2},k+y_r-\frac{n+1}{2})---\left(3\right)$

式(3)中，T_e[s][k]表示所述中号斑点模板T_e中第s行和第k列的元素值；MC_I+2表示所述迷彩图案雏形图M_I+2的绘制代价图；

步骤4.3、定义一个变量为所述候选像素P_r(x_r,y_r)的联合分布指导值，利用式(4)获得所述候选像素P_r(x_r,y_r)的联合分布指导值

${\mathrm{JD}}_{P_r}=\mathrm{\&lambda;}\&times;{\mathrm{EC}}_{P_r}+\mathrm{\&gamma;}\&times;{\mathrm{MD}}_{I+2}(x_r,y_r)---\left(4\right)$

式(4)中，MD_I+2表示所述迷彩图案雏形图M_I+2的分布引导图；MD_I+2(x_r,y_r)表示分布引导图MD_I+2中候选像素P_r(x_r,y_r)的值；λ、γ∈(0,1)；

步骤4.4、重复步骤4.2和步骤4.3，获得所述候选像素点集合P中每个候选像素点的联合分布指导值，选取联合分布指导值最小的候选像素点作为最优位置Pos；

步骤4.5、以所述最优位置Pos为所述中号斑点模板T_e的中心位置；将所述中号斑点模板T_e分布在所述迷彩图案雏形图M_I+2上，并在所述喷绘主色序列中任意选取一种喷绘主色C_ω填充所述大号斑点模板T_e上的着色像素点；ω≠α；从而获得迷彩图案雏形图M_I+3；

步骤4.6、将I+1的值赋给I；

步骤4.7、利用式(1)和式(2)分别获得所述迷彩图案雏形图M_I+2的绘制代价图MC_I+2和分布引导图MD_I+2后返回步骤4.1；

步骤5、用小号斑点模板对步骤4获得的迷彩图案雏形图M_I+3进行修饰，从而获得目标迷彩图案M：

步骤5.1、在所述迷彩斑点模板库中随机选取任意一个小号斑点模板T_o，1≤o≤t；在所述迷彩图案雏形图M_I+3中寻找最大连通域D'_max，在所述最大连通域D'_max内和周围随机选取一个像素点作为所述小号斑点模板T_o的中心位置，将所述小号斑点模板T_o分布在所述迷彩图案雏形图M_I+3上，从而获得迷彩图案雏形图M_I+4；

步骤5.2、将I+1的值赋给I；并判断I是否超出阈值F，若是，则退出执行，从而获得目标迷彩图案M；否则，执行步骤5.1。