专利名称：一种彩色浮雕的自动加工方法
技术领域：
本发明涉及一种加工方法，尤其是涉及一种彩色浮雕的自动加工方法。
背景技术：
三维浮雕在装饰、广告和工艺品等行业中扮演着越来越重要的角色，其拥有的市 场也在逐年增大。但受相关技术条件的限制，现有的三维浮雕产品主要有两类一种是单色 浮雕，其颜色大多为加工材料的底色；另一种是手工加工的彩色浮雕，其是在第一种单色浮 雕的基础上，通过人工在浮雕上绘制着色，形成具有简单色彩的彩色浮雕产品。现有的浮雕 产品都具有很大的不足，单色浮雕颜色单一，无法满足作为装饰和工艺品等对色彩方面的 需求；手工着色的彩色浮雕虽然对单色浮雕有所提升，但由于其着色方式为人手工完成，生 产效率较低，且一般着色的精度较低，产品的一致性也很差。因此，浮雕行业亟需能够对浮 雕进行自动着色的新方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种彩色浮雕的自动加工方法，使得浮雕自动加工，浮雕自 动着色，最终形成加工效率较高的具有彩色的浮雕产品。如本发明所述，彩色浮雕的自动加工方法的处理步骤如下第一步，图像预处理，本步骤又可以包含下列步骤a、把图片色彩从RGB模式转换到CMYK模式，用灰色分量替代法来完成，b、采用Floyd-Steinberg算法进行图像的半调处理，C、为了使得喷墨头图像格式变换把二维彩色图像，将待着色的彩色图像的颜色信 息与各个点的高度信息叠加，其中高度信息用来控制喷墨头的运动轨迹，第二步，浮雕加工，浮雕加工采用较大的刀具做轮廓加工，再依次减小刀具尺寸，通过在加工过程中 插补更高精度的点，表达更丰富的曲面特征，第三步，根据浮雕模型的高度数据的高度值和各点的坡度值进行浮雕涂布工艺，本步骤又可以包含下列步骤a、为了使使浮雕具有合适的吸墨和固色能力，对浮雕表面进行光滑处理，b、合理地选择涂层中的颜料、粘合剂和添加剂等的比例和配方，对浮雕表面进行 上色涂层制作，第四步，浮雕自动上色，采用龙门机床作为喷墨控制系统的运动控制机构，浮雕自动上色包含以下步骤a、根据浮雕模型的高度数据分析浮雕模型的大致偏向角，并以此确定喷墨头的喷 墨方向，b、图像信息以喷墨方向为插值角度，对图像进行插值变换，
C、针对插值后的图像数据，进行CMYK颜色空间的分色，d、对分色数据进行半调处理，e、龙门机床通过标定四色喷墨头在浮雕模型中的位置，根据高度数据生成浮雕着 色过程的机床运动轨迹；机床夹持喷墨头沿着浮雕模型运动，实时地将位置信息发送给喷 墨控制系统，触发喷墨控制系统中断，执行喷墨动作，f、四色喷头紧贴浮雕模型完成所有喷墨动作，即实现浮雕的自动着色。与现有技术相比，本发明的一种彩色浮雕的自动加工方法，具有如下显著优点与 现有的单色浮雕相比，彩色浮雕颜色信息更丰富，表现力更强，更有市场前景；与现有的通 过人工方式进行手工着色制作的彩色浮雕相比，基于本发明制作的彩色浮雕加工效率更 高、一致性更强，批量化生产时成本也更低。
图1是本发明的彩色浮雕制作步骤流程图。图2是本发明的彩色浮雕制作流程图。图3是本发明的Floyd-Steinberg算法原理图。图4是本发明的彩色浮雕自动上色平台示意图。
具体实施例方式在图1、2、3中，一种使得自动加工、着色的彩色浮雕的加工方法，包含图像预处理 slOl、浮雕加工sl02、浮雕涂布工艺sl03和浮雕自动上色sl04四个步骤。步骤slOl是通过颜色空间转换、彩色半调处理、喷墨头图像格式变换把二维彩色 图像转换成适合喷墨设备工作的数据格式。在计算机显示领域，图像多以RGB模式表示，而 浮雕着色系统使用的是CMYK颜色，这就需要把色彩从RGB模式转换到CMYK模式，也就是所 谓的图像格式转换。用灰色分量替代法来完成，具体描述如下K = min(C，M，Y)C = C-KM = M-KY = Y-K其中minO表示求各分量最小值。目前多数喷墨头仍采用二值打印技术，它输出到纸上的状态只有打点或不打点两 种，因此在单独的一个点上无法表现原始图像丰富的灰度信息。打印系统根据人眼的分辨 率有限这一特点，以小范围内着色点的多少来反映原始图像的灰度信息。这就是所谓的数 字半调处理技术。本发明采用Floyd-Steinberg算法进行图像的半调处理。如图4所示， Floyd-Steinberg算法原理该算法从图像的左上角进行计算，由左向右，由上至下。假设 原始图像灰度级别的范围从b (black)到w (white)，中间值t为(b+w) /2，对应100级灰度， b = 0,w= 100，t = 50。设原图中象素的灰度为g，误差值为e，则新图中对应象素的值用 如下的方法得到如果g > t，则该点像素为w，e = g-w ；如果g < t，则该点像素为b，e = g_t ；
FloycUteinberg 算子表示如下
权利要求
1.一种彩色浮雕的自动加工方法，其步骤包括 第一步，图像预处理，第二步，浮雕加工，第三步，根据浮雕模型的高度数据的高度值和各点的坡度值进行浮雕涂布工艺， 第四步，浮雕自动上色。
2.根据权利要求1所述的一种彩色浮雕的自动加工方法，其特征是所述图像预处理， 其步骤包括a、把图片色彩从RGB模式转换到CMYK模式，用灰色分量替代法来完成，b、采用Floyd-Steinberg算法进行图像的半调处理，C、为了使得喷墨头图像格式变换把二维彩色图像，将待着色的彩色图像的颜色信息与 各个点的高度信息叠加，其中高度信息用来控制喷墨头的运动轨迹。
3.根据权利要求1所述的一种彩色浮雕的自动加工方法，其特征是所述浮雕加工采 用较大的刀具做轮廓加工，再依次减小刀具尺寸，通过在加工过程中插补更高精度的点，表 达更丰富的曲面特征。
4.根据权利要求1所述的一种彩色浮雕的自动加工方法，其特征是所述根据浮雕模 型的高度数据的高度值和各点的坡度值进行浮雕涂布工艺，其步骤包括a、为了使使浮雕具有合适的吸墨和固色能力，对浮雕表面进行光滑处理，b、合理地选择涂层中的颜料、粘合剂和添加剂等的比例和配方，对浮雕表面进行上色 涂层制作。
5.根据权利要求1所述的一种彩色浮雕的自动加工方法，其特征是采用龙门机床作 为喷墨控制系统的运动控制机构，浮雕自动上色包含以下步骤a、根据浮雕模型的高度数据分析浮雕模型的大致偏向角，并以此确定喷墨头的喷墨方向，b、图像信息以喷墨方向为插值角度，对图像进行插值变换，c、针对插值后的图像数据，进行CMYK颜色空间的分色，d、对分色数据进行半调处理，e、龙门机床通过标定四色喷墨头在浮雕模型中的位置，根据高度数据生成浮雕着色 过程的机床运动轨迹；机床夹持喷墨头沿着浮雕模型运动，实时地将位置信息发送给喷墨 控制系统，触发喷墨控制系统中断，执行喷墨动作，f、四色喷头紧贴浮雕模型完成所有喷墨动作，即实现浮雕的自动着色。
全文摘要
一种彩色浮雕的自动加工方法，本方法的步骤包括先进行图像预处理，再进行浮雕加工，然后根据浮雕模型的高度数据的高度值和各点的坡度值进行浮雕涂布工艺，最后进行浮雕自动上色。本发明的方法具有的显著优点有与现有的单色浮雕相比，彩色浮雕颜色信息更丰富，表现力更强，更有市场前景；与现有的通过人工方式进行手工着色制作的彩色浮雕相比，基于本发明制作的彩色浮雕加工效率更高、一致性更强，批量化生产时成本也更低。
文档编号B44C1/00GK102101405SQ20101019543
公开日2011年6月22日 申请日期2010年6月9日 优先权日2010年6月9日
发明者李云荣, 林莲娣, 江冬兰, 陈诚 申请人:福建索利普计算机科技发展有限公司