专利名称：一种实物纱线编织样式的数字建模装置和方法
技术领域：
本发明涉及数字化智能纺织技术领域，特别是涉及一种实物纱线编织样式的数字建模装置和方法。
背景技术：
纱线编织样式直接关系着织物和服装的外观视感和性能，在纺织生产中起着举足轻重的作用。纱线的特征如细度、颜色、毛羽度和条干均匀度及在编织过程中的不同排列、组合直接影响织物的外观效果。采用实物纱线建模的方法能真实地反映纱线的编织效果。根据指定织物交织结构，纱线排列顺序及经、纬纱线间距等信息，直接采用实物纱线获取的图像信息进行建模，能真实模拟出织物的外观编织样式，对全面评价纱线质量、指导制造工艺、预测织物外观效果等有着极其重要的意义，同时它能帮助设计人员设计、修改织物图案、减少织物产品的试织次数，缩短生产周期，降低生产成本。编织样式建模从纺织行业规模化生产之日起便成为一个织物设计的核心问题；围绕着纱线外观质量检测和织物编织样式建模，国内、外纺织同行提出许多的方法，如为织物建立网状结构模型，对表面细节进行柔性几何建模及在此基础上生成织物外观的模拟图像等。另外基于视觉的织物外观模拟方法也提出，该方法从工业标准的纹织图案文件中获取织物组织信息，并建立了详细的光线与织物的相交模型，模拟出复杂织物图案，生成织物的近观与远观模拟图像。织物建模仿真的另一种方法是建立织物的三维模型，如使用各种柱体来表示纱线，建立基本的光照明模型，利用光照因子模板对绘制进行加速，结合织物组织信息构成织物外观的三维仿真结果。以上方法的缺陷均是采用纱线的通用图像或标准图像进行处理和建模，无法对于指定的实物纱线，提取其外表特征，如实际纱线颜色及在不同位置的粗细形变及绒毛等特征，及指定编织结构和纱线的排列顺序，快速地建立的编织样式模型。随着计算机技术和图像分析技术的发展，直接利用机器视觉和和数字图像处理技术，可直接获取实物纱线的外观图像信息。本发明提出基于机器视觉和计算机图像处理技术，设计了双机器视觉图像信息获取装置，实现对同一纱线从两个不同角度获取纱线外观平面图像，提取纱线表面特征参数进行融合，获取代表纱线数字化建模的特征参数，包括纱线横截面椭圆度及不匀率、颜色等外观信息，构建纱线织物交织点三维模型，实现实物纱线编织样式建模。本发明所提出的方法，能较准确地反映纱线对指定编织结构进行编织的实际视觉效果，为对纱线性能评价和质量分析提供科学依据。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种实物纱线编织样式的数字建模装置和方法，能较准确地反映纱线对指定编织结构进行编织的实际视觉效果，为对纱线性能评价和质量分析提供科学依据。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种实物纱线编织样式的数字建模装置，包括箱体，所述箱体内设有纱线成像室，纱线成像室内穿有纱线，纱线一端与纱线驱动器相连，另一端与卷线装置相连；所述纱线成像室设有一组连有光源控制器的背光光源；所述纱线成像室上侧面和后侧面均设有CCD成像系统，两个CCD成像系统相互垂直，用于采集所述纱线两侧面图像；所述纱线驱动器和光源控制器分别与计算机相连；所述计算机利用数学建模的方式构建出实物纱线对指定编织结构编织样式三维图像。所述计算机用于预先构建纱线编织结构类型数据库，并以二元素组成的基本矩阵进行存储，建模时通过对选择的基本矩阵进行行、列拓展，得到建模所需规模的编织矩阵；计算机通过横截面为椭圆的序列图像拟合成建模纱线形状，并以相互垂直的两个CCD成像系统获取纱线平面图像的两对边缘之间的距离，作为纱线横截面椭圆的长轴和短轴，由实物纱线与采集到的图像尺寸的对应关系，将拟合而成的纱线分割成一个个椭圆柱形编织交织点；所述计算机从纱线图像提取建模纱线的颜色，构建一张颜色索引表，其表的索引值为纱线的编号，其对应的三个域分别表示该纱线颜色的R、G、B值；计算机将交织点的羽绒信息，加入到编织样式的图像，最终构建出实物纱线对指定编织结构编织样式三维图像。所述箱体和纱线成像室均为封闭结构。所述纱线驱动器用于控制实物纱线以一定的速度通过纱线成像室，以使CXD成像系统能分段连续采集其图像。所述CXD成像系统配有分辨率为IOum的标准标定模板。所述背光光源为白光LED。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种基于数字建模的实物纱线编织样式的方法，包括以下步骤:(I)设定织物编织样式的长、宽及经纱间、纬纱线间的编织距离，并对所有建模纱线进行编号；(2)采用建模装置自带标定模板，对两个CCD成像系统进行标定，计算图像像素所对应检测对象的物理尺寸，设定纱线运动速度和CCD的拍摄速度；(3)将用于建模的所有纱线分别安装在上述的装置上进行检测，当纱线按一定的速度通过成像位置时，两个CCD成像系统从两个垂直方向连续地采集纱线两侧面图像，并储存于计算机中；(4)对所获取的同一编号纱线的连续两侧面图像，分别进行拼接处理，再进行滤波处理，消除成像过程中引入的光反射噪声；(5)对同一编号纱线，取颜色的均值作为该纱线建模的颜色；对所有纱线，以其编号为索引值，颜色R、G、B为表项内容，建立一张纱线颜色索引表；(6)采用亚像素定位方法，分别检测出同一编号纱线两侧面图像的两对边缘，并以像素为步距，沿纱线长度方向，计算相同位置两对边缘的间距，作为纱线拟合成椭圆形纱线在各位置横截面的长轴和短轴，同时计算纱线羽毛数目；(7)对所有纱线进行椭圆柱形三维拟合，并根据织物编织样式的参数设定和纱线图像与纱线物理尺寸的对应关系，将拟合的椭圆形纱线分割成一个个连续编织交织点；(8)选择织物编织基本结构矩阵，并根据需建模型的大小，对该矩阵进行行、列拓展得到编织矩阵，以编织矩阵和纱线的经、纬排列顺序及间距为约束，确定各纱线交织点与编织矩阵元素之间的对应关系，并将所有的交织点三维图像依据编织结构矩阵进行排列；
(9)对不同编号的建模纱线，从颜色索引表提取其颜色，用于模型中对应的经、纬交织点进行加色处理和光照处理；同时，将交织点的羽绒信息，加入到编织样式的图像，最终构建出实物纱线对指定编织结构编织样式三维图像。有益效果由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果:本发明基于机器视觉系统和图像处理技术，以计算机为中心，将纱线动态图像采集、处理和编织样式建模集中于一体；采用封闭的箱体结构作为图像采集平台，屏蔽外界杂光干扰，同时在箱体的内部采用一组LED白色的背光光源构成照明系统，以消除光照阴影；通过加装两组型号和参数一致的图像成像装置，以获取纱线同一位置两个不同侧面图像；通过计算机作为人机交互界面，实现纱线建模特征参数的检测和纱线编织样式建模与结果显不O本发明中采用的建模方法通过控制驱动设备，使建模纱线匀速通过成像位置，双CCD动态采集纱线分段图像，动态采集实物纱线图像，并通过图像处理技术，按指定的编织结构和设定的建模参数，快速实现实物纱线编织样式数字化建模，具有操作方便、实时性强、建模逼真等特点。
图1是本发明的装置示意图；图2是本发明中纱线编织结构数字化表示意图；图3是本发明中由基本编织结构数字化拓展图；图4是实施例中纱线模型构成示意图；图5是实施例中纱线建模流程图。
具体实施例方式下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。本发明的实施方式涉及一种实物纱线编织样式的数字建模装置，如图1所示，包括箱体I，所述箱体I内设有纱线成像室7，纱线成像室7内穿有纱线，纱线一端与纱线驱动器相连，另一端与卷线装置8相连；所述纱线成像室7设有一组连有光源控制器6的背光光源5 ;所述纱线成像室7上侧面和后侧面均设有CXD成像系统2，两个CXD成像系统2相互垂直，用于采集所述纱线两侧面图像；所述纱线驱动器4和光源控制器6分别与计算机10相连；所述计算机10利用数学建模的方式构建出实物纱线对指定编织结构编织样式三维图像，所述计算机10与显示屏9相连，显示屏9用于纱线的编织样式图像。所述箱体I和纱线成像室7均为封闭结构，采用封闭的箱体结构作为图像采集平台，屏蔽外界杂光干扰。所述CCD成像系统2配有分辨率为IOum的标准标定模板，以对成像系统进行标定，精确确定纱线物理尺寸与其图像的比例关系。所述背光光源5为白光LED，如此可以消除光照阴影。所述纱线驱动器4用于控制实物纱线以一定的速度通过纱线成像室7，以使CXD成像系统能分段连续采集其图像。整个装置以台式计算机为核心，采用Windows操作系统，主要包括外围接口电路、液晶显示器、LED白色背光光源、两个型号和性能完全相同的数字CCD、光学镜头及纱线夹持器与运动驱动控制装置等。为了减少检测过程中，杂光对成像系统的影响，精确获取纱线图像信息，采用封闭式箱体结构，屏蔽外界杂光干扰，在纱线检测室的内部采用一组LED白色背光光源构成照明系统，以消除光照阴影；同时通过加装两个相互垂直的数字CCD及相应的光学成像系统，以获取两个相互垂直视觉方向的纱线图像。计算机采用织物编织样式数字化建模时，将纱线织物编织结构数字化，编织结构网格上的每一个交织点代表经、讳交织区域，并分别用“ I”和“O”表示，其中“ I”代表经交织点(经线在上，纬线在下)，“O”代表纬交织点(纬线在上，经线在下)，从而实现用(1，O)数字矩阵表示织物编织结构。在建模系统中，将各种编织结构建立数据库，并采用最大无关组的(1，O)基本矩阵表示织物编织基本结构进行存储，建模时，通过选择基本矩阵并对其进行行、列拓展，得到建模所需矩阵的大小。建模纱线形状由横截面为椭圆的序列图像拟合而成，并以相互垂直CCD获取纱线平面图像的两对边缘之间的距离，作为纱线横截面椭圆的长轴和短轴。由实物纱线与其图像尺寸的对应关系，将拟合而成的纱线分割成一个个椭圆柱形编织交织点。从纱线图像提取建模纱线的颜色，构建一张颜色索引表，其表的索引值为纱线的编号，其对应的三个域分别表示该纱线颜色的R、G、B值。在本发明的实施过程中，可采用下列器材:(I)计算机系统:联想启天M7300:CPU采用Intel酷睿i3550，双核心/四线程，频率3.2GHz 二级缓 存2X256KB，三级缓存4MB ;主板芯片组IntelH57，主板内存容量为2GB ;内存类型为DDR31333 ;硬盘容量500GB，转速7200转，SATAII ;显卡类型为独显AMDRadeonHD4350，显存容量512MB，显示器尺寸为17英寸。(2)数字 CCD:CCD 型号为 HV1303UM，主要参数:分辨率为 1280*1024 的 CM0SCCD，；光学尺寸为1/1.8";最高130万像素；最高的水平分辨率为1280 ;数模转换精度为IObit ；45dB的高信噪比(AGCOFF );可开/关的自动增益控制(AGC )，数字增益倍数是:*2、* 1、*0.5、*0.25 ;对于550nm的光源，其灵敏度为:2.lV/Lux-s ;可自动跟踪(ATW) /手动设定的黑白电平衡校正方式；可接受24VAC及12VDC两种电源供应。(3)镜头:型号为 ComputarH0514-MP，l/2〃 规格；C 接口；5 (mm)焦距；光圈(F):
1.4-16C ;视角(水平):65.5° ;最近物像距离(m):0.1 ;有效口径前(φ_): 27.8^(q>mm)14.8 ;前置滤光镜螺纹(φΜχΡ=): 43.0X0.75 ;外形尺寸(直径X深mm):44.5X45.5。(4)光源型号:条形白光源YBL-86-29，电气参数24v/8.6w，光强可控，外形尺寸86mmX 29mmX 18mm，LED排数为5，带漫射片。环境温度为25° C时，以50%白色光源亮度连续可靠工作超过30000小时(衰减量为50%时)，并使用频闪控制时可延长光源的使用寿命。(5)控制器型号为ΠΜ241040171 ;供电电源电压12V 40VDC ;输出电机电流:峰值4A/8A每相(实际电流由用户指令设定，实时可调)；驱动方式:恒相流PWM;控制励磁方式:整步，半步，4细分，16细分；外形尺寸:42.3mmX42.3mmX 13.5mm ;重量:0.1kg。(6)步进电机型号 FL57STH76-2804-01 ;机身长:7.6cm+0.2cm ;电机轴长:2.0cm ；机身尺寸:5.6*5.6cm ;额定电压2.3v ;额定电流2.8A ;电阻0.83欧。本发明还涉及一种纱线编织样式快速数字建模方法，其特征在于建模主要由以下十个步骤组成:步骤1:设定织物编织样式的长、宽及经纱间、纬纱线间的编织距离，并对所有建模纱线进行编号。步骤2:采用自带标定模板对两数字CCD成像系统进行系统校正和标定，计算出成像系统图像像素所对应检测对象的物理尺寸；设定纱线运动速度和CCD的拍摄速度。通过几何校正，能使整个检测区域不同位置检测目标的实际尺寸与其相对应的图像像素保持严格一致的比例关系。步骤3:将用于建模的所有纱线分别安装建模装置上进行检测。对每一根纱线，当其按一定的速度通过成像位置时，两高精度CCD成像系统从两个垂直方向，连续地采集纱线两侧面图像，并储存于计算机中等待进一步处理。步骤4:对步骤3中所获取的同一编号纱线的两侧面图像，分别进行拼接处理，构成同一纱线两幅不同视觉方向获取的完整纱线平面图像。通过滤波处理，消除成像过程中引入的光反射噪声。并通过图像处理技术，将两平面图像拟合成椭圆形柱状的纱线。考虑成像环境和内部电路产生噪声的原因，摄取的纱线图像往往存在随机分布的噪声，即高斯噪声，为了能准确地检测纱线的图像侧面边缘，需要对采集的图像进行去噪处理。本发明采用滤波的方法，去除图像噪声。由于频域滤波是通过滤掉图像的高频成份而去掉噪声，它在去除噪声的同时也会丢失图像的纹理特征信息，使图像变模糊，不利于纹理特征的提取。另外，频域变换运算量较大，难于实现实时性。本发明在实施过程中，采用改进的均值和中值滤波算法对图像进行预处理，去除纱线图像的噪声。线性滤波缺点在于降低噪声的同时也模糊了整个图像，特别是图像的边缘和图像的纹理细节，因此直接使用均值滤波不利于高频纹理信号的保留。均值滤波操作是依次对操作像素点邻域的像素值取均值而使图像模糊，如果有条件保留原来像素点的值，即只有当像素点的值比邻域均值大于某一阈值时，才取邻域均值为该点的值，否则该点的值保持不变。这种处理方法，可使纱线图像不模糊，同时又能去除噪音。同样的，由于中值滤波算法的操作是以一定的操作顺序，选取其滤波窗口内经过排序后中间像素的值，而与原来像素点的值没什么必然联系。如果图像中某些特征尺寸较小，排序后该物体没有像素点排在中间，那么滤波后该物体就会被腐蚀甚至消失。所以采用先设定一个阈值，只有该点的值与邻域中值的差大于预先设定的阈值时，才取邻域的中值，否则就保留该点的值。这样处理，如果某像素点为噪声，它和邻域的中值就会相差较大，就可以把它去掉。如果是图像信息对象，邻域中还有物体本身的点，所以邻域的中值和该点的像素值就不会相差太大，只要设置合适的阈值，就可以保留该点的值，从而保留更多的图像细节特征特别是纱线的羽毛信息。步骤5:对同一编号纱线图像，提取两侧面纱线平面图像的颜色值(R、G、B)，并取其均值作为该纱线建模的颜色；对参与建模的所有纱线，以其编号为索引值，颜色R、G、B为表项内容，建立一张纱线颜色索弓I表进行存储。步骤6:根据步骤4获取的纱线两侧面平面图像，采用亚像素定位方法，分别检测出同一编号纱线两平面图像的两对边缘。并以像素为步距法沿纱线长度方向，计算相同位置两对边缘的间距，作为纱线拟合成椭圆形柱体在各位置横截面的长轴和短轴，实现纱线椭圆柱状拟合，如图4所示。同时计算纱线羽毛数目。步骤7:对纱线进行椭圆三维柱形体拟合，并根据织物编织样式的参数设定和纱线图像与纱线物理尺寸的对应关系，将拟合的椭圆形纱线分割成一个个连续编织交织点。步骤8:选择织物编织基本结构矩阵，并根据建模尺寸，对基本矩阵进行行、列拓展，得到建模编织结构矩阵大小。以编织矩阵和纱线的经、纬排列顺序及间距为约束，确定各纱线交织点与编织矩阵元素之间的对应关系，并将所有的交织点三维图像依据编织结构矩阵进行排列。由于纱线织物的编织样式图像可以看成是由一个个大小和颜色不同的交织点按编织结构排列而成。实现实物纱线编织样式数字化建模的关键是要确定各交织点的形状、颜色及排列方式及羽毛特征。交织点的形状采用椭圆形柱体表示，颜色由所在位置纱线的颜色决定，而排列方式可以由指定的编织结构决定。编织样式建模的前提是构建一个网络模型。当网络模型构成后，所有的纱线被视为是沿垂直或水平方向直行条纹。纱线的交织点类型取决于纬纱和经纱在交织时相对位置。如果经纱在上方，则该组织点为经交织点，反之为纬交织点。在本发明中，由于通过一个由O和I两元素构成的矩阵来表示织物的编织结构。如图2所示，其中，左边的是织物的实际编织样式，右边的是编织样式所对应的矩阵。实际上，织物编制样式是由一个基本组织循环单元(完全组织)重复排列构成的，从而使织物图像表现出一定的纹理特征。每一个基本循环单元在织物图像中具有相同的结构。构成织物基本循环单元的组织结构，是织物编织样式的基本约束。若将织物编织结构的交织点类型图转换成由0，I构成的组织矩阵，则其矩阵的行和列向量的最大无关向量组就是织物基本循环单元。其中行向量最大无关组个数即为纬纱循环数，列向量最大无关组个数为经纱循环数。所以，在建模系统中，可以用基本矩阵代表编织结构，并预先存入系统供建模者选择，在建模过程中，对选择基本矩阵，分别沿着经、纬方向进行延展，便可得到建模所需要大小的编织矩阵和编织结构，如图3所示。根据建模所设定的参数，可确定纱线所分割出的交织点与编织矩阵元素的对应关系，并根据这种对应关系，对生成的交织点进行排列。步骤9:对不同编号的建模纱线，从颜色索引表提取其颜色，用于模型对应的经、纬交织点进行加色处理；同时，将交织点的羽绒信息，加入到编织样式的图像，最终构建出实物纱线对指定编织结构编织样式三维图像。在进行纱线编织样式建模过程中，经纱和纬纱在编织样式模型中的颜色信息可由两个一维矩阵和一个纱线颜色索引表构成。颜色索引表类似位图的调色板。若建模纱线的数目为N，每根纱线所对应编号为0，1，2，...N-1，通过颜色编号，在颜色映射表中就可以查到实际的颜色值。所以在经、纬方向上，纱线颜色排列可用两个一维矩阵表示，矩阵中元素为纱线的编号。所以用纱线编号排列可简单明了的表示纱线的排列规律，并方便地确定交织点的颜色。所以在建模过程中，选择不同纱线置于编织样式的经、纬不同位置进行建模，实际上就是建立了两个颜色矩阵，矩阵的元素代表了纱线的编号，而根据所建立的颜色索引表就可确定纱线的颜色及该纱线对应的交织点的颜色。对每个格子进行颜色填充方法为:当显示为经交织点时，具体颜色值与经线颜色对应；当显示为纬交织点时，具体颜色值与纬线颜色相对应；交织点的绒毛信息，可以以处理纱线图像对应交织点绒毛均值数目进行填充。整个建模的流程如图5所示。
步骤10:由液晶显示器显示纱线的编织样式图像。目前纺织企业的生产已呈现小批量、多品种的发展趋势，纺织企业需要一种快速、准确的实物纱线编织样式的建模系统，以实现快速评估纱线编织样式的视觉效果。计算机视觉系统和图像处理技术的发展为纱线编织样式的智能快速建模提供新的方法，它不仅可自动实现提取纱线特征参数，更能根据用户的要求，实现编织样式的快速建模。本发明采用双机器视觉系统，直接获取纱线两侧面表面图像进行分析和处理，提取纱线建模特征参数，根据要求快速建立纱线的编织样式模型。本发明所提出的装置和方法，有助于纱线织物进行快速设计，评估纱线编织样式视觉效果，对我国纺织和服装企业实现自动、智能的快速反应设计制作系统和纱线质量的检测与评价体系与世界标准接轨具有重大意义。
权利要求
1.一种实物纱线编织样式的数字建模装置，包括箱体(I)，其特征在于，所述箱体(I)内设有纱线成像室(7)，纱线成像室(7)内穿有纱线，纱线一端与纱线驱动器(4)相连，另一端与卷线装置(8)相连；所述纱线成像室(7)设有一组连有光源控制器(6)的背光光源(5);所述纱线成像室(7)上侧面和后侧面均设有CXD成像系统(2)，两个CXD成像系统相互垂直，用于采集所述纱线两侧面图像；所述纱线驱动器(4)和光源控制器(6)分别与计算机(10)相连；所述计算机(10)利用数学建模的方式构建出实物纱线对指定编织结构编织样式三维图像。
2.根据权利要求1所述的实物纱线编织样式的数字建模装置，其特征在于，所述计算机(10)用于构建纱线编织结构类型数据库，并以二元素组成的基本矩阵进行存储，建模时通过对选择的基本矩阵进行行、列拓展，得到建模所需规模的编织矩阵；计算机通过横截面为椭圆的序列图像拟合成建模纱线形状，并以相互垂直的两个CCD成像系统获取纱线平面图像的两对边缘之间的距离，作为纱线横截面椭圆的长轴和短轴，由实物纱线与采集到的图像尺寸的对应关系，将拟合而成的纱线分割成一个个椭圆柱形编织交织点；所述计算机从纱线图像提取建模纱线的颜色，构建一张颜色索引表，其表的索引值为纱线的编号，其对应的三个域分别表示该纱线颜色的R、G、B值；计算机将交织点的羽绒信息，加入到编织样式的图像，最终构建出实物纱线对指定编织结构编织样式三维图像。
3.根据权利要求1所述的实物纱线编织样式的数字建模装置，其特征在于，所述箱体(I)和纱线成像室(7 )均为封闭结构。
4.根据权利要求1所述的实物纱线编织样式的数字建模装置，其特征在于，所述纱线驱动器(4)用于控制实物纱线以一定的速度通过纱线成像室(7)，以使CXD成像系统(2)能分段连续采集其图像。
5.根据权利要求1所述的实物纱线编织样式的数字建模装置，其特征在于，所述CCD成像系统(2)配有分辨率为IOum的标准标定模板。
6.根据权利要求1所述的实物纱线编织样式的数字建模装置，其特征在于，所述背光光源(5)为白光LED。
7.一种实物纱线编织样式的数字建模方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)设定织物编织样式的长、宽及经纱间、纬纱线间的编织距离，并对所有建模纱线进行编号； (2)采用建模装置自带标定模板，对两个CCD成像系统进行标定，计算图像像素所对应检测对象的物理尺寸，设定纱线运动速度和CCD的拍摄速度； (3)将用于建模的所有纱线分别安装在权利要求1所述的装置上进行检测，当纱线按一定的速度通过成像位置时，两个CCD成像系统从两个垂直方向连续地采集纱线两侧面图像，并储存于计算机中； (4)对所获取的同一编号纱线的连续两侧面图像，分别进行拼接处理，再进行滤波处理，消除成像过程中引入的光反射噪声； (5)对同一编号纱线，取颜色的均值作为该纱线建模的颜色；对参与建模的所有纱线，以其编号为索引值，颜色R、G、B为表项内容，建立一张纱线颜色索引表； (6)采用亚像素 定位方法，分别检测出同一编号纱线两侧面图像的两对边缘，并以像素为步距，沿纱线长度方向，计算相同位置两对边缘的间距，作为纱线拟合成椭圆形纱线在各位置横截面的长轴和短轴，同时计算纱线羽毛数目； (7)对所有纱线进行椭圆柱形三维拟合，并根据织物编织样式的参数设定和纱线图像与纱线物理尺寸的对应关系，将拟合的椭圆形纱线分割成一个个连续编织交织点； (8)选择织物编织基本结构矩阵，并根据需建模型的大小，对该矩阵进行行、列拓展得到编织矩阵，以编织矩阵和纱线的经、纬排列顺序及间距为约束，确定各纱线交织点与编织矩阵元素之间的对应关系，并将所有的交织点三维图像依据编织结构矩阵进行排列； (9)对不同编号的建模纱线，从颜色索引表提取其颜色，用于模型中对应的经、纬交织点进行加色处理和光照处理；同时，将交织点的羽绒信息，加入到编织样式的图像，最终构建出实物纱线 对指定编织结构编织样式三维图像。
全文摘要
本发明涉及一种实物纱线编织样式数字建模装置和方法，装置包括箱体、纱线夹持器件与卷线驱动控制装置、光源及成像系统。采用数字化建模方法，以基本矩阵表示各种编织结构图，预先建立编织结构数据库，建模时通过对选定基本矩阵进行行和列拓展，得到所需编织矩阵的大小。构建椭圆柱形纱线模型，并以索引表形式管理纱线颜色信息；基于纱线物理尺寸与其图像大小的对应关系，以选择的编织矩阵，纱线的经、纬排列顺序及编织间距为约束，将实物纱线模型图像分割为一个个建模交织点，并确定其与编织矩阵元素的对应关系；依据上述信息构建出纱线编织样式的三维模型图。本发明能快速实现实物纱线编织样式图像的重建。
文档编号G06F17/50GK103176420SQ20131009827
公开日2013年6月26日 申请日期2013年3月26日 优先权日2013年3月26日
发明者钟平, 胡睿, 谭庆新, 张常鹏, 王洋 申请人:东华大学