数字印花方法及装置与流程

技术特征：

1.一种数字印花方法，其特征在于，包括：

对待印花图像进行图像分割，得到二值图像；

提取所述二值图像的单元区域，其中，所述单元区域的包围盒为包含单元图案的联通区域的最小矩形；

从给定的模板库及所述单元区域中分别提取模板图像的特征及单元区域的特征，建立相似性度量以选择最相似模板图像；

通过仿射变换及非线性变换将最相似模板图像映射到单元区域的图像，生成配准图像；

利用所述配准图像对所述待印花图像进行着色。

2.根据权利要求1所述的数字印花方法，其特征在于，对待印花图像进行图像分割，得到二值图像，包括：采用灰度阈值方法对待印花图像进行分割，得到二值图像，其中，每个单元区域的255像素为对象像素，所有对象像素构成的连通区域组成了单元区域的对象，0像素为背景像素，所有0像素构成了单元区域的背景。

3.根据权利要求1所述的数字印花方法，其特征在于，在提取所述二值图像的单元区域之前，还包括：根据几何特征对所述二值图像进行剔除伪影，删除超出预设区域范围的伪影区域。

4.根据权利要求1所述的数字印花方法，其特征在于，从给定的模板库及所述单元区域中分别提取模板图像的特征及单元区域的特征，建立相似性度量以选择最相似模板图像，包括：

从给定的模板库及所述单元区域中分别提取模板图像的特征及单元区域的形状特征；

利用欧式距离建立模板图像的特征与单元区域的形状特征的相似性度量，计算特征距离；

选择特征距离最小的模板图像为最相似模板图像。

5.根据权利要求4所述的数字印花方法，其特征在于，所述形状特征包括如下特征中的至少一种：

矩形度、体态比、方向角及像素分布。

6.根据权利要求4所述的数字印花方法，其特征在于，所述相似性度量的表达式为：

$d(f_o,f_k)=sqrt\left({\mathrm{\Σ}}_{j=1}^n{\left(f_o^{\left(j\right)}-f_k^{\left(j\right)}\right)}^2\right);$

n表示特征维数，f_o为单元区域的形状特征，f_k为模板图像的特征。

7.根据权利要求4所述的数字印花方法，其特征在于，还包括：根据特征距离与预设伪影区域的阈值判断是否找到最相似模板图像。

8.根据权利要求4所述的数字印花方法，其特征在于，通过仿射变换及非线性变换将最相似模板图像映射到单元区域的图像包括：

通过仿射变换消除平移、旋转及防缩差异，得到仿射变换后的图像；

将仿射变换后的图像作为输入，通过非线性变换进行变形配准，得到配准图像。

9.根据权利要求8所述的数字印花方法，其特征在于，通过仿射变换T₁消除平移、旋转及防缩差异，得到仿射变换后的图像，包括：

S0：以所述单元区域作为参考图像，所述最相似模板图像作为浮动图像，输入所述参考图像、浮动图像及初始仿射变换参数θ^(t＝0)；

S2：利用当前仿射变换参数θ^(t)对所述浮动图像进行插值，并计算变换后的浮动图像与参考图像之间的均方差测度；

S4：计算所述均方差测度在当前仿射变换参数θ^(t)位置的导数，并更新仿射变换参数重复执行S2及S3，直至所述仿射变换参数收敛或者达到第一预设迭代次数，得到最优仿射变换参数；

S6：利用最优仿射变换参数对所述浮动图像进行空间变换，消除平移、旋转和缩放差异，得到仿射变换后的浮动图像；

其中，为均方差测度M在θ^(t)处的导数，|Ω_R,F|表示重叠区域中像素对的个数，R为参考图像，F为浮动图像，T₁是将图像F映射到图像R空间中的空间变换，x为参考图像及浮动图像中的点。

10.根据权利要求9所述的数字印花方法，其特征在于，将仿射变换后的图像作为输入，通过非线性变换T₂进行变形配准，得到配准图像，包括：

S1：输入所述参考图像、仿射变换后的浮动图像、控制点网格及其对应的初始控制点μ^(t＝0)；

S3：利用当前控制点μ^(t)对浮动图像进行三次B样条插值更新每个点的位置，并计算变换后浮动图像与参考图像之间的均方差测度；

S5：计算均方差测度在当前控制点μ^(t)处的导数，并基于梯度下降法更新控制点变换参数直至所述控制点变换参数收敛或者达到第二预设迭代次数，得到最优控制点变换参数；

S7：利用最优控制点变换参数对仿射变换后的浮动图像进行局部形变校正，得到配准图像。

11.一种数字印花装置，其特征在于，包括：

图像分割单元，用于对待印花图像进行图像分割，得到二值图像；

区域提取单元，用于提取所述二值图像的单元区域，其中，所述单元区域的包围盒为包含单元图案的联通区域的最小矩形；

模板匹配单元，用于从给定的模板库及所述单元区域中分别提取模板图像的特征及单元区域的特征，建立相似性度量以选择最相似模板图像；

配准单元，用于通过仿射变换及非线性变换将最相似模板图像映射到单元区域的图像，生成配准图像；

着色单元，用于利用所述配准图像对所述待印花图像进行着色。

12.根据权利要求11所述的数字印花装置，其特征在于，所述图像分割单元具体用于：采用灰度阈值方法对待印花图像进行分割，得到二值图像，其中，每个单元区域的255像素为对象像素，所有对象像素构成的连通区域组成了单元区域的对象，0像素为背景像素，所有0像素构成了单元区域的背景。

13.根据权利要求11所述的数字印花装置，其特征在于，还包括：伪影剔除单元，用于根据几何特征对所述二值图像进行剔除伪影，删除超出预设区域范围的伪影区域。

14.根据权利要求11所述的数字印花装置，其特征在于，所述的模板匹配单元包括：

特征提取模块，用于从给定的模板库及所述单元区域中分别提取模板图像的特征及单元区域的形状特征；

计算模块，用于利用欧式距离建立模板图像的特征与单元区域的形状特征的相似性度量，计算特征距离；

选择模块，用于选择特征距离最小的模板图像为最相似模板图像。

15.根据权利要求14所述的数字印花装置，其特征在于，所述形状特征包括如下特征中的至少一种：

矩形度、体态比、方向角及像素分布。

16.根据权利要求14所述的数字印花装置，其特征在于，所述相似性度量的表达式为：

$d(f_o,f_k)=sqrt\left({\mathrm{\Σ}}_{j=1}^n{\left(f_o^{\left(j\right)}-f_k^{\left(j\right)}\right)}^2\right);$

n表示特征维数，f_o为单元区域的形状特征，f_k为模板图像的特征。

17.根据权利要求14所述的数字印花装置，其特征在于，还包括：判断单元，用于根据特征距离与预设伪影区域的阈值判断是否找到最相似模板图像。

18.根据权利要求14所述的数字印花装置，其特征在于，所述配准单元包括：

仿射变换模块，用于通过仿射变换消除平移、旋转及防缩差异，得到仿射变换后的图像；

非线性变换模块，用于将仿射变换后的图像作为输入，通过非线性变换进行变形配准，得到配准图像。

19.根据权利要求18所述的数字印花装置，其特征在于，所述的仿射变换模块包括：

第一输入子模块，用于以所述单元区域作为参考图像，所述最相似模板图像作为浮动图像，输入所述参考图像、浮动图像及初始仿射变换参数θ^(t＝0)；

第一插值子模块，用于利用当前仿射变换参数θ^(t)对所述浮动图像进行插值，并计算变换后的浮动图像与参考图像之间的均方差测度；

第一参数更新子模块，用于计算所述均方差测度在当前仿射变换参数θ^(t)位置的导数，并更新仿射变换参数直至得到最优仿射变换参数；

仿射变换子模块，用于利用最优仿射变换参数对所述浮动图像进行空间变换，消除平移、旋转和缩放差异，得到仿射变换后的浮动图像；

其中，为均方差测度M在θ^(t)处的导数，|Ω_R,F|表示重叠区域中像素对的个数，R为参考图像，F为浮动图像，T₁是将图像F映射到图像R空间中的空间变换，x为参考图像及浮动图像中的点。

20.根据权利要求19所述的数字印花装置，其特征在于，所述非线性变换模块包括：

第二输入子模块，用于输入所述参考图像、仿射变换后的浮动图像、控制点网格及其对应的初始控制点μ^(t＝0)；

第二插值子模块，用于利用当前控制点μ^(t)对浮动图像进行三次B样条插值更新每个点的位置，并计算变换后浮动图像与参考图像之间的均方差测度；

第二参数更新子模块，用于计算均方差测度在当前控制点μ^(t)处的导数，并基于梯度下降法更新控制点变换参数直至所述控制点变换参数收敛或者达到第二预设迭代次数，得到最优控制点变换参数；

非线性变换子模块，用于利用最优控制点变换参数对仿射变换后的浮动图像进行局部形变校正，得到配准图像。