基于边缘检测的刺绣制版处理方法及系统与流程

1.本发明涉及智能制造中图像数据处理，尤其涉及一种基于边缘检测的刺绣制版处理方法及系统。


背景技术：

2.现有刺绣技术采用传统手绣和电脑刺绣两种方式，手工刺绣方式效率低，真实度高，量产难度大的缺点；现有电脑刺绣由于采用程控操作，它的工艺特性就是绝对的规则性，具有整齐、均匀、精致的特点，它可以绣出绝对规整重复的图案来，同时也因为完全的规则性导致针法无法体现地方特色的缺点。
3.仿手绣是采用手工针法的机器绣，在制备过程中需要制版。目前，基于湘绣的仿手工绣的制版大多是人工通过参照手工绣样品在制版软件(如：tajimadg/mlbyplus、威尔克姆软件等)中采用手工针法一针一线地描摹；整体的制版效率非常慢，一副简单图像的制版也需要熟练操作软件的操作员付出一个礼拜以上的劳作。而且，最终形成的制版文件的复用率低，一个尺寸需要对应一个专属的制版文件；例如：同一图像对应一个平方的作品需要一个专门的制版文件，该同一图像对应四个平方、九个平方等又分别需要一一对应的新的制版文件；造成这一结果的主要原因是：不同尺寸所用蚕丝线的粗细度都是固定的，蚕丝线的尺度无法随呈现尺寸的缩放比例进行同步缩放；而且即使能同步缩放，基于同一制版文件选用不同粗细度的蚕丝线其制成品所呈现的效果远逊于预期的缩放效果。
4.为解决上述问题，cn113298081a公开了一种湘绣制版过程中的图像数据处理方法及系统，然而该专利技术在实际使用的过程中，还存在以下待优化的问题：
5.制版数据文件所携带的各图层的图案区域之间通常存在体现刺绣地方特色的间隙，此类间隙通常在手绣制品所参照的原型图(通常用于彩印在面料上供绣娘参照以实现1:1比例的手绣，本发明后续原型图的定义相同，不做赘述；藉此，在本发明技术方案中，绣娘未参照原型图所进行即兴创作的绣品不在本发明的保护范围内)中是不存在的。例如：在一片树叶中，整体的轮廓首尾相接，轮廓内包括左右或上下大体对称的两部分及中间类似对称轴的承力部分；在部分手绣作品中，中间部分与两侧部分分别采用不同的颜色进行表示，且在两侧部分与中间部分之间可通过间隙来体现地方特色和大师自身的艺术效果。其根源在于：手绣制品大多参照起始步骤中彩印于面料上的图案分布特征却不拘泥于与原型图的设计元素完全一致。藉此，若此类间隙之间的横向和纵向间距，若在放大制版的过程中同步放大，则容易被用户肉眼视为裂缝而影响审美效果，进而降低了制版的效率和可靠性。


技术实现要素：

6.本发明目的在于公开一种基于边缘检测的刺绣制版处理方法及系统，以提升制版的效率和可靠性。
7.为达上述目的，本发明公开一种基于边缘检测的刺绣制版处理方法，包括：
8.将对应同一人工手绣制成品的原型图与第一制版数据文件之间的配对关系保存
在数据库中，所述第一制版数据文件按图层以1:1比例记录相对应人工手绣制成品不同颜色在相对应坐标区域的针迹编序、线型尺寸及针迹编序范围与针法之间的映射关系；并在所述配对关系中保存原型图中的至少三个参照坐标点分别在相对应第一制版数据文件中各图层所共用坐标系中的映射位置。
9.在新建的制版页面中导入用户指定的原型图及相对应的第一制版数据文件。
10.在相对应第一制版数据文件中各图层所共用坐标系中，将所述原型图进行缩放以使得各参照坐标点与相对应的映射位置对齐，然后检测对齐后原型图的边缘区域，并识别出所述原型图最外围轮廓范围内所形成的首尾相接的第一类空白区域。
11.从与所述原型图对应的第一制版数据文件中识别各图层所形成首尾相接的第二类空白区域，并从所述第二类空白区域中筛选出x轴方向和y轴方向所分别对应的最大间距中至少一个最大间距小于设定阈值的第三类空白区域。
12.从所述第三类空白区域中去除与所述第一类空白区域存在重叠的空白区域，得到剩余的第四类空白区域。
13.获取用户指定放大比例，然后根据指定的放大比例、针迹编序、线型尺寸及针迹编序范围与针法之间的映射关系，对各图层的图案区域同步进行相应的放大处理，且在放大后，各图层的网格尺寸数据不变。
14.对各所述第四类区域放大后的相应区域进行长度方向按指定放大比例放大而宽度方向恢复原间距的自动修复处理，然后再根据用户的相关处理生成第二制版数据文件。
15.优选地，在对各所述第四类区域放大后的相应区域进行自动修复处理的过程中，采用相邻图案区域平移方式和/或填充掺针方式进行自动修复处理。
16.为达上述目的，本发明还公开一种基于边缘检测的刺绣制版处理系统，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法。
17.综上，本发明的本质即在于：在新建的制版页面中导入用户指定的原型图及相对应的第一制版数据文件；在相对应第一制版数据文件中各图层所共用坐标系中，将原型图进行缩放以使得各参照坐标点与相对应的映射位置对齐，然后分别检测对齐后原型图中及第一制版数据文件中各图层所形成的空白区域；进而通过两者结合及分级筛选机制得出各图层所形成的第四类空白区域；在根据指定的放大比例对各图层的图案区域同步进行放大处理后，对各第四类区域放大后的相应区域进行长度方向按指定放大比例放大而宽度方向恢复原间距的自动修复处理，再编辑并生成第二制版数据文件。其至少具有以下有益效果：
18.1、通过将对应实际手绣制成品的第三类空白区域与原型图的第一类空白区域作对比来筛选得出第四类空白区域，通过判断相类比的空白区域之间是否存在重叠来适应实际手绣制成品与原型图之间的差异，从而提高了第三类空白区域中应当予以去除空白区域的查全率和查准度。
19.2、通过过滤掉x轴方向和y轴方向所分别对应的最大间距都大于或等于设定阈值的第二类空白区域(比如两片树叶之间与树枝围成的面积比较大的空白区域)，降低了上述第三类空白区域与第一类空白区域进行对比的数据处理量，提高了自动修复处理的实时性。
20.3、在过滤掉x轴方向和y轴方向所分别对应的最大间距都大于或等于设定阈值的
第二类空白区域的过程中，通过合理的阈值设定，可以同步排除掉外围大面积非图案区域对修复处理所带来的噪声干扰；在进一步提高实时性的同时，更确保了对第四类空白区域修复处理的定位精准度，进而提升了系统整体的可靠性。
21.4、通过在配对关系中保存原型图中的至少三个参照坐标点分别在相对应第一制版数据文件中各图层所共用坐标系中的映射位置以供在对比第三类空白区域与第一类空白区域之前先进行原型图的缩放及对齐处理，确保了对比结果的可靠性，进而提高了系统整体的可靠性和普适性。
22.下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
23.构成本技术的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
24.图1是本发明实施例公开的基于边缘检测的刺绣制版处理方法流程示意图。
具体实施方式
25.以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
26.实施例1
27.本实施例公开一种基于边缘检测的刺绣制版处理方法，如图1所示，包括：
28.步骤s1、将对应同一人工手绣制成品的原型图与第一制版数据文件之间的配对关系保存在数据库中，第一制版数据文件按图层以1:1比例记录相对应人工手绣制成品不同颜色在相对应坐标区域的针迹编序、线型尺寸及针迹编序范围与针法之间的映射关系；并在配对关系中保存原型图中的至少三个参照坐标点分别在相对应第一制版数据文件中各图层所共用坐标系中的映射位置。
29.在制版数据文件中，一个图层通常对应一种绣线的颜色，绣线的线性尺寸可以是一种，也可以是两种或两种以上。而且，在该步骤中，同cn113298081a，假若手绣制成品是在一个大图案的内部以覆盖(如盖针等)的方式又形成一个小的图案，则可以通过拆分的方式将大图案和小图案分别拆分成两个手绣图案(也即对应两个第一制版数据文件和两个拆分后的原型图)来执行本实施例的系列步骤；先以大图案的制版文件制作出放大后的仿手绣的大图案，然后对该小图案进行同比例放大得到制版文件；最后再在该防手绣的大图案上进行对位后通过绣花机刺上该小图案的机绣部分。
30.在标定过程中，基于三点确定一个面，从而为后续将原型图进行缩放以使得各参照坐标点与第一制版数据文件中各图层相对应的映射位置对齐垫定基础。
31.此外，在本实施例中，第一制版数据文件可以采用cn113298081a所公开的自动扫描后进行相应数据加工处理的方式，也可以采用现有常规的由人工通过参照手工绣样品在制版软件中采用手工针法一针一线地描摹及图层布局的方式，还可以采用振动和光类传感器结合视频同步采集绣娘的手绣过程后再进行相应数据加工处理的方式，或其他处理方式予以生成。
32.步骤s2、在新建的制版页面中导入用户指定的原型图及相对应的第一制版数据文
件。
33.在该步骤中，通过新建制版页面中通过后续的自动修复、编辑等处理得到第二制版数据文件，以避免对第一制版数据文件造成改动，也便于以第一制版数据文件作为参照基准去制版其他放大比例的数据文件，进而提高了资源利用率。
34.步骤s3、在相对应第一制版数据文件中各图层所共用坐标系中，将原型图进行缩放以使得各参照坐标点与相对应的映射位置对齐，然后检测对齐后原型图的边缘区域，并识别出原型图最外围轮廓范围内所形成的首尾相接的第一类空白区域。
35.在本实施例中，优选地，可基于利用局部差分算子寻找边缘的roberts算子进行边缘检测，具体的实现为本领域技术人员所熟知的技术，不做赘述。判断空白区域是否首尾相接的方法可以是：取区域内的任一rgb颜色为白色的像素点，判断其相邻的像素点是否也为白色，如果是，判断两者相连后逐一延伸的折线方向是否存在非白色的像素点，如果在该折线逐一延伸的方向一直存在白色的像素点，则判断该区域不为首尾相接的空白区域；否则，切换该随机所选的像素点与相邻的其他白色像素点的延伸折线方向重复前述过程；依次类推，当遍历完当前所选像素点所有折线延伸方向都不存在非白色的像素点，再切换至下一白色像素点重复前述过程，直至遍历完该区域内所有白色像素点都不存在一条由白色像素点连接而成的连续折线，则判断该区域为首尾相接的空白区域。
36.值得说明的是：本实施例在识别空白区域之前，为保持识别精度，避免对图像进行二值化处理。
37.步骤s4、从与原型图对应的第一制版数据文件中识别各图层所形成首尾相接的第二类空白区域，并从第二类空白区域中筛选出x轴方向和y轴方向所分别对应的最大间距中至少一个最大间距小于设定阈值的第三类空白区域。
38.在该步骤中，识别第二类空白区域的逻辑同上述步骤s3，不做赘述。此外，该步骤的阈值可根据统计经验值进行合理设定。优选地，在遍历空白区域内两像素点折线逐一延伸方向时即可保存并更新白色像素点延伸数量的最大值，并以该最大值作为最大间距而与设定阈值进行比较，从而降低系统的数据重复处理逻辑。
39.值得说明的是：在该步骤中，第二类空白区域是以平行于z轴方向对各图层的正投影在底图所共同作用后形成的空白区域。其中，z轴方向为不同图层的层叠方向，x轴和y轴方向为空白底图所在水平面相正交的两个方向，以此形成常规的三维坐标系。
40.步骤s5、从第三类空白区域中去除与第一类空白区域存在重叠的空白区域，得到剩余的第四类空白区域。其中，所筛选出来的第四类空白区域的轮廓与矩形近似，故本实施例统一将其视为矩形处理以确定后续步骤s7中的长度方向和宽度方向。
41.步骤s6、获取用户指定放大比例，然后根据指定的放大比例、针迹编序、线型尺寸及针迹编序范围与针法之间的映射关系，对各图层的图案区域同步进行相应的放大处理，且在放大后，各图层的网格尺寸数据不变。
42.在该步骤中，具体的放大过程同cn113298081a，其主要过程包括：
43.步骤s61、先根据放大比例对相对应的各图层边界轮廓趋势曲线的尺寸进行放大处理。
44.步骤s62、然后根据放大比例、放大后的轮廓趋势曲线的尺寸和相对应1:1比例人工手绣图案所对应各分段内的针迹数量和实际线型的尺寸数据确定各图层内各区域边界
轮廓上各分段的针迹点数量，并将放大后相应数量的针迹点映射到尺寸缩放后的边界轮廓趋势曲线中，然后根据相对应1:1比例人工手绣图案相连续的针迹编序范围与针法之间的映射关系重构缩放后各针迹点之间的连线。
45.其他细节参照cn113298081a，不做赘述。
46.步骤s7、对各第四类区域放大后的相应区域进行长度方向按指定放大比例放大而宽度方向恢复原间距的自动修复处理，然后再根据用户的相关处理生成第二制版数据文件。
47.在该步骤中，优选地，在对各第四类区域放大后的相应区域进行自动修复处理的过程中，采用相邻图案区域平移方式和/或填充掺针方式进行自动修复处理。所谓“和/或”关系，即系统可根据用户需求灵活选择相应的自动修复处理方式，既可以两者任选其一，也可以是两者相结合的方式。若通过掺针填充的方式，其绣线的颜色和线型及所在的图层通常与相邻的大面积图案区域一致。同理，在平移方式中，也通常以相邻的大面积图案区域进行整体平移。
48.该步骤的相关处理包括但不限于根据用户发送的相应请求进行手动对针迹的调整。优选地，在获取用户的手动针迹调整请求后；跟踪鼠标的位移、并将查找出的鼠标最近的针迹点进行突出显示，并在相邻两针迹点之间的间距超过绣花机最大间距范围时，对超过绣花机最大间距范围的连线根据预设的分割规则进行自动分割处理。
49.进一步的，手动调整请求还包括对相应图层内选定的图案区域进行整体位移(包括平移及旋转等)的请求，以此可与上述步骤s7中恢复间距的自动修复处理形成互补，以实现对上述自动修复处理的微调、及对极少数被自动误归类的伪第四类区域进行修复；作为配套，同理，在用户通过鼠标右键点击相应请求后，系统也可跟踪鼠标的位移、并将查找出的离鼠标最近的轮廓区域进行突出显示。换言之，本实施例方法还可进一步包括下述步骤：
50.步骤s8、设置供用户手动对区域进行整体位移的请求。
51.步骤s9、在解析到用户发送的手动对区域进行整体位移的请求后，跟踪鼠标的位移、并将查找出的离鼠标最近的轮廓区域进行突出显示，以根据用户的相应操作执行对第四类区域的自动修复处理进行微调和/或对误归类的伪第四类区域进行修复。
52.进一步地，在生成第二制版数据文件之前，同cn113298081a，需遍历放大后连线的两针迹点之间的间距是否超过绣花机最大间距范围，如果是，对超过绣花机最大间距范围的连线根据预设的分割规则进行自动分割，或在提示用户手动分割后获取用户的手动分割结果；连线的尺寸数据与数据库中所标定的各1:1比例人工手绣图案所对应实际线型的尺寸数据一致；以此确保最终所得第二制版数据文件的可靠性。
53.实施例2
54.与上述实施例基于同一技术构思，本实施例公开一种基于边缘检测的刺绣制版处理系统，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其中，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法相对应的系列步骤。
55.综上，本发明实施例所分别公开的方法及系统，至少具有以下有益效果：
56.1、通过将对应实际手绣制成品的第三类空白区域与原型图的第一类空白区域作对比来筛选得出第四类空白区域，通过判断相类比的空白区域之间是否存在重叠来适应实际手绣制成品与原型图之间的差异，从而提高了第三类空白区域中应当予以去除空白区域
的查全率和查准度。
57.2、通过过滤掉x轴方向和y轴方向所分别对应的最大间距都大于或等于设定阈值的第二类空白区域(比如两片树叶之间与树枝围成的面积比较大的空白区域)，降低了上述第三类空白区域与第一类空白区域进行对比的数据处理量，提高了自动修复处理的实时性。
58.3、在过滤掉x轴方向和y轴方向所分别对应的最大间距都大于或等于设定阈值的第二类空白区域的过程中，通过合理的阈值设定，可以同步排除掉外围大面积非图案区域对修复处理所带来的噪声干扰；在进一步提高实时性的同时，更确保了对第四类空白区域修复处理的定位精准度，进而提升了系统整体的可靠性。
59.4、通过在配对关系中保存原型图中的至少三个参照坐标点分别在相对应第一制版数据文件中各图层所共用坐标系中的映射位置以供在对比第三类空白区域与第一类空白区域之前先进行原型图的缩放及对齐处理，确保了对比结果的可靠性，进而提高了系统整体的可靠性和普适性。
60.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种基于边缘检测的刺绣制版处理方法，其特征在于，包括：将对应同一人工手绣制成品的原型图与第一制版数据文件之间的配对关系保存在数据库中，所述第一制版数据文件按图层以1:1比例记录相对应人工手绣制成品不同颜色在相对应坐标区域的针迹编序、线型尺寸及针迹编序范围与针法之间的映射关系；并在所述配对关系中保存原型图中的至少三个参照坐标点分别在相对应第一制版数据文件中各图层所共用坐标系中的映射位置；在新建的制版页面中导入用户指定的原型图及相对应的第一制版数据文件；在相对应第一制版数据文件中各图层所共用坐标系中，将所述原型图进行缩放以使得各参照坐标点与相对应的映射位置对齐，然后检测对齐后原型图的边缘区域，并识别出所述原型图最外围轮廓范围内所形成的首尾相接的第一类空白区域；从与所述原型图对应的第一制版数据文件中识别各图层所形成首尾相接的第二类空白区域，并从所述第二类空白区域中筛选出x轴方向和y轴方向所分别对应的最大间距中至少一个最大间距设定阈值的第三类空白区域；从所述第三类空白区域中去除与所述第一类空白区域存在重叠的空白区域，得到剩余的第四类空白区域；获取用户指定放大比例，然后根据指定的放大比例、针迹编序、线型尺寸及针迹编序范围与针法之间的映射关系，对各图层的图案区域同步进行相应的放大处理，且在放大后，各图层的网格尺寸数据不变；对各所述第四类区域放大后的相应区域进行长度方向按指定放大比例放大而宽度方向恢复原间距的自动修复处理，然后再根据用户的相关处理生成第二制版数据文件。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在第一类空白区域和第二类空白区域的识别过程中，具体基于roberts算子进行边缘检测。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在对各所述第四类区域放大后的相应区域进行自动修复处理的过程中，采用相邻图案区域平移方式和/或填充掺针方式进行自动修复处理。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在根据指定的放大比例对各图层的图案区域同步进行相应的放大处理过程中，包括：先根据放大比例对相对应的各图层边界轮廓趋势曲线的尺寸进行放大处理；然后根据放大比例、放大后的轮廓趋势曲线的尺寸和相对应1:1比例人工手绣图案所对应各分段内的针迹数量和实际线型的尺寸数据确定各图层内各区域边界轮廓上各分段的针迹点数量，并将放大后相应数量的针迹点映射到尺寸缩放后的边界轮廓趋势曲线中，然后根据相对应1:1比例人工手绣图案相连续的针迹编序范围与针法之间的映射关系重构缩放后各针迹点之间的连线。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：遍历放大后连线的两针迹点之间的间距是否超过绣花机最大间距范围，如果是，对超过所述绣花机最大间距范围的连线根据预设的分割规则进行自动分割，或在提示用户手动分割后获取用户的手动分割结果；所述连线的尺寸数据与所述数据库中所标定的各所述1:1比例人工手绣图案所对应实际线型的尺寸数据一致。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：
获取用户的手动针迹调整请求；跟踪鼠标的位移、并将查找出的鼠标最近的针迹点进行突出显示，并在相邻两针迹点之间的间距超过绣花机最大间距范围时，对超过所述绣花机最大间距范围的连线根据预设的分割规则进行自动分割处理。7.根据权利要求1至6任一所述的方法，其特征在于，还包括：设置供用户手动对区域进行整体位移的请求；在解析到用户发送的手动对区域进行整体位移的请求后，跟踪鼠标的位移、并将查找出的离鼠标最近的轮廓区域进行突出显示，以根据用户的相应操作执行对第四类区域的自动修复处理进行微调和/或对误归类的伪第四类区域进行修复。8.一种基于边缘检测的刺绣制版处理系统，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求1至7任一所述方法。

技术总结
本发明涉及图像数据处理，公开一种基于边缘检测的刺绣制版处理方法及系统，以提升制版的效率和可靠性。方法包括：在新建的制版页面中导入用户指定的原型图及相对应的第一制版数据文件；在相对应第一制版数据文件中各图层所共用坐标系中，将原型图进行缩放以使得各参照坐标点与相对应的映射位置对齐，然后分别检测对齐后原型图中及第一制版数据文件中各图层所形成的空白区域；进而通过两者结合及分级筛选机制得出各图层所形成的第四类空白区域；在根据指定的放大比例对各图层的图案区域同步进行放大处理后，对各第四类区域放大后的相应区域进行长度方向按指定放大比例放大而宽度方向恢复原间距的自动修复处理，再编辑并生成第二制版数据文件。成第二制版数据文件。成第二制版数据文件。


技术研发人员：孙舜尧 刘玉珍
受保护的技术使用者：湖南云绣科技合伙企业（有限合伙）
技术研发日：2023.04.06
技术公布日：2023/8/14