专利名称：彩色图案的计算机辅助拼接方法
技术领域：
本发明涉及计算机图象处理技术领域，更具体的是涉及一种彩色图案的计算机辅助拼接方法。
背景技术：
在生产和生活中，人们需要将一些碎片拼接复原为完整的图形，例如金属板材、因误操作而被碎纸处理的重要纸质文件以及纸币等平面材料的拼接复原。但是拼接工作比较繁琐，其劳动量随着碎片数量的增加成指数增长。人工拼接费时费力。而实际上，拼接的绝大部分时间是花费在比较、试拼接和调整等重复性的工作上。而由于人为参与的成分较多，往往出现因为人为因素(例如人的疲劳)等原因导致的拼接错误。
碎片拼接问题具有几个特点。首先，在大多数情况下无法预知最后拼接结果的全貌，而作为拼接依据的重要信息主要位于碎片边缘；其次，在无碎片丢失的情况下，拼接时碎片既不重叠，也不存在间隙；再次，对于实物物体，拼接时一般不能对碎片模块进行形态上的几何扭曲变形。对于常见的具有彩色图案和直线棱边特点的碎片模块，拼接工作实际上可以由计算机辅助完成。利用计算机信息采集和处理技术，结合拼接算法可以获得优化的拼接策略，从而避免了重复的比较、试拼接和调整等繁琐工作，大大节省拼接时间，提高拼接效率和准确度。专利(申请号200910073179. 2)提出了一种基于碎片断面的高度图的三维物体碎片的数字拼接方法，这种方法采用碎片断面高度匹配作为拼接依据，因此适用于三维物体碎片，但是对于具有彩色图案和直线棱边特点的碎片模块该方法并不适用。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于拼接具有彩色图案和直线棱边的模块的计算机辅助拼接方法。本发明的技术方案是包括以下步骤
O扫描；将η块彩色拼图模块在相同条件下进行扫描，对彩色拼图模块和扫描的彩色图像相对应的从I到η依次编号；
2)编码；对彩色拼图模块和扫描的彩色图像中所有棱边从I到叫依次编号，其中i=l，2，3，…，η;然后在每个棱边按等间隔d取点，取点规则是第一点是每个棱边的中点，然后依次对称向第一点两边取点，提取每个点的颜色编码，为这
条棱边进行编码，并建立数据库，所述数据库包括棱边编号、棱边所在彩色拼图模块
编号、拼接配对成功标志、棱边上各点颜色编码；
3)配对；首先对所有棱边按照取点数目进行分组，相同取点数目的棱边分在同一组；然后按照取点数目由多到少分别对各组中的棱边进行拼接配对；所述拼接配对是评判两棱边上相对的所取点的颜色编码是否一致，并对配对成功的棱边进行标记；4)模拟拼图；按照步骤3)中配对标记进行模拟拼图并检查，如未达要求，调整d值后返回步骤2);
5)实物拼图；步骤4)的结果拼接彩色拼图模块；
进一步，所述步骤2)中对颜色编码的提取方法是，以所取点为中心、R值为半径划定一个区域，对该区域内的所有象素点的颜色值取均值，获得均值颜色编码。本发明的有益效果是
I)本方法除了采用边缘特征点的颜色信息作为拼接依据外，同时以边缘长度作为拼接依据，按照边缘长度获得不同长度的碎片边缘信息，以边缘信息长度匹配作为拼接的首要条件进行初次筛选，从而节省拼接计算的时间。 2)极大地提高了拼接效率。采用该方法，拼接过程由预先设定好拼接算法的计算机来完成，免除了人为的比较、试拼接和调整等费时费力的过程。使人摆脱了繁琐的拼接劳动，大大降低了因为人为因素(例如人的疲劳)等原因导致的拼接错误，提高了拼接的准确程度。
表I棱边取点编号顺序示意图 表2拼接计算前的棱边数据库表 表3拼接计算后的棱边数据库表 图I操作流程 图2棱边取点编号顺序示意 图3拼图模块(其中I、II、III三个模块的编号分别为1、2、3)；
图4模块拼接完成 图中英文字母表示不同颜色，B :蓝色；G :绿色；K :黑色；R :红色'Y :黄色。
具体实施例方式其操作流程图如图I。具体实施过程可分为5大步骤
I、扫描。假设需要拼接的彩色拼图模块有η块，每块拼图模块有HIi条棱边(i=l，2，3，…，η)。首先将这η块拼图模块在相同扫描条件下依次扫描，转换成为数码格式的彩色图像，并在实物和计算机中同时对这些彩色拼图模块和彩色图像依次标记相同的序号。特别注意拼图模块的棱边边缘颜色和长度信息采集的准确性。2、编码。对采集的η块拼图模块的每条棱边(共条棱边)从I开始依次编号，
然后进行等距间隔(例如间隔距离d取为I mm)取点，第一个点为每条棱边的中点，其余依
次向两边取点。为这；条棱边进行编码，并建立数据库。数据库包括以下信息该棱边
的编号i、该棱边所在拼图模块的编号j、拼接配对成功与否的标志flag (初始取值都设置为O)、棱边上依次各点的红绿蓝颜色编码[a，b，c](以棱边中点为第一点)，并在数据库中存储成为一串颜色编码序列。表I编码数据存储格式
权利要求
1.彩色图案的计算机辅助拼接方法，其特征在于包括以下步骤 O扫描；将η块彩色拼图模块在相同条件下进行扫描，对彩色拼图模块和扫描的彩色图像相对应的从I到η依次编号； 2)编码；对彩色拼图模块和扫描的彩色图像中所有棱边从I到叫依次编号，其中i=l，2，3，…，η;然后在每个棱边按等间隔d取点，取点规则是第一点是每个棱边的中点，然后依次对称向第一点两边取点，提取每个点的颜色编码，为这 条棱边进行编码，并建立数据库； 3)配对；首先对所有棱边按照取点数目进行分组，相同取点数目的棱边分在同一组；然后按照取点数目由多到少分别对各组中的棱边进行拼接配对；所述拼接配对是评判两棱边上相对的所取点的颜色编码是否一致，并对配对成功的棱边进行标记； 4)模拟拼图；按照步骤3)中配对标记进行模拟拼图并检查，如未达要求，调整d值后返回步骤2); 5)实物拼图；步骤4)的结果拼接彩色拼图模块。
2.根据权利要求I所述的彩色图案的计算机辅助拼接方法，其特征在于，所述步骤2)中对颜色编码的提取方法是，以所取点为中心、R值为半径划定一个区域，对该区域内的所有象素点的颜色值取均值，获得均值颜色编码。
3.根据权利要求I所述的彩色图案的计算机辅助拼接方法，其特征在于，所述步骤2)的数据库包括棱边编号、棱边所在彩色拼图模块编号、拼接配对成功标志、棱边上各点颜色编码。
4.根据权利要求2所述的彩色图案的计算机辅助拼接方法，其特征在于，在所述步骤4)模拟拼图；按照步骤3)中配对标记进行模拟拼图并检查，如未达要求，调整d值和R值后返回步骤2)。
5.根据权利要求3所述的彩色图案的计算机辅助拼接方法，其特征在于，所述步骤3)的标记标注在数据库的拼接配对成功标志上。
全文摘要
本发明公开一种彩色图案的计算机辅助拼接方法，属于计算机图象处理技术领域，包括扫描、编码、配对、模拟拼图和实物拼图步骤，主要是将扫描后的n块拼图模块和其棱边进行编号，并在棱边上进行等间隔取点，并对所取点的颜色编码进行提取，构建数据，通过对具有相同取点数的棱边进行颜色编码匹配判断是否配对，并进行实际拼图；该方法采用了边缘特征点的颜色信息和边缘长度作为拼接依据，以边缘信息长度匹配作为拼接的首要条件进行初次筛选，从而节省拼接计算的时间。
文档编号G06T5/50GK102968774SQ20121043438
公开日2013年3月13日 申请日期2012年11月5日 优先权日2012年11月5日
发明者坎标, 丁建宁 申请人:常州大学