图像边界修正方法、装置、电子设备及存储介质与流程

本申请涉及缝纫\缝制技术领域，特别是涉及图像边界修正方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术：

缝纫\缝制泛指能够在布料等各类物料(以下简称面料)上形成线迹的生产过程，缝纫机、刺绣机等都属于缝制机械。现代缝制机械由电子设备控制，根据花样进行生产，能够实现缝制过程的自动化。花样是包含缝制的图像数据等生产相关数据的数据文件，利用制版软件或其他软件可以制作缝制机械能够识别的花样。

随着缝制技术的不断发展，缝制生产的形式也变化多端，例如，可以在缝制机械上安装照相机、摄像头等图像获取设备，根据图像获取设备获得的图像生成花样，基于上述花样进行刺绣、缝纫等缝制生产。图像获取设备获得的图像通常为数字图像，由像素点组成，像素值指每个像素点对应的数值，这些数值代表了像素点的颜色、亮度等信息，存储图像实际上是存储图像每个像素点的像素值。在图像上设定一个像素坐标原点，可以建立像素坐标系，图像中每一个像素点的位置可以通过像素坐标表示。像素点是数字图像的最小单位，数字图像上的线段、图形等几何元素都由像素点构成。

本申请中，图案指由真实物品形成的图案，图像指图像获取设备获得的图像，一般为数字图像。图像获取设备获取的图像是整体图像，其中往往只有一部分是用于生产的目标图案的图像，而其他部分是并不需要的背景图像。目标图像的识别，即把目标图像从整体图像中提取出来，标记目标图像和背景图像的边界。目前已经有一些目标图像的识别方法被报道，但这些方法往往时间复杂度或者空间复杂度较高。用于控制缝制机械的电子设备尽管也具有芯片、存储器等部件，但和高性能计算机相比，芯片的运算能力较弱，存储器的存储空间也较小，对于时间复杂度或空间复杂度较高的算法的支持能力不足，在缝制机械上实际运行这些方法很难在合理的时间内得到结果，还可能影响缝制机械的正常工作。申请号为“2019112697423”、名称为“图像标定方法、装置、电子设备及存储介质”的中国发明专利申请中公开了一种目标图像识别方法，能够获得目标图像的边界且算法的时间复杂度和空间复杂度都比较低，适合于处于实际工作环境中的缝制机械使用。但在一些情况下，上述方法获得的目标图像的局部边界和目标图案真实边界的形状相比存在较大的误差，上述误差能够对后续的缝制生产造成影响甚至导致产品不符合质量要求。目前尚未发现在任何情况下都能够获得非常理想的目标图像边界且时间复杂度及空间复杂度都比较低适合在缝制机械上实际运行的边界识别方法被报道。

技术实现要素：

本申请提供的图像边界修正方法、装置、电子设备及存储介质，先通过其他方法获取目标图像的粗边界，再对粗边界中不够准确的部分进行修正最终获得目标图像较为准确的边界，特别适合于处于实际工作环境中的缝制机械使用。

第一方面，图像边界修正方法，包括：

获取目标图像的粗边界各像素点的像素信息；

遍历拟修正的局部边界，通过形状平移和/或形状修改修正局部边界，得到目标图像的修正边界。

进一步的，所述方法还包括：根据目标图像的修正边界生成花样。

进一步的，所述像素信息包括各像素点的像素坐标，但不包括各像素点的像素值。

进一步的，所述形状平移，包括修改局部边界中包含的各像素坐标。

进一步的，所述形状修改，包括根据局部边界的期望形状选取特征点，基于特征点利用贝塞尔曲线公式生成光滑曲线段。

进一步的，所述通过形状修改修正局部边界，包括将若干拟修正的局部边界合并为一个局部边界或者将一个拟修正的局部边界拆分为多个局部边界。

更进一步的，所述将一个拟修正的局部边界拆分为多个局部边界，包括：

从拟修正的局部边界删除部分像素点，形成若干段相互不连接的曲线段；

对于每一段曲线段分别选取特征点，利用贝塞尔曲线公式生成光滑曲线段；

每一段曲线段和与其对应的光滑曲线段连接形成封闭曲线。

第二方面，本申请提供一种图像边界修正装置，包括：获取装置以及形状修正装置；获取装置用于获取目标图像的粗边界各像素点的像素信息；形状修正装置用于遍历拟修正的局部边界，通过形状平移和/或形状修改修正局部边界，得到目标图像的修正边界。

进一步的，所述装置还包括花样生成装置，所述花样生成装置用于根据目标图像的修正边界生成花样。

第三方面，本申请提供一种电子设备，包括处理器和存储器；存储器用于存储计算机指令；处理器用于执行存储器中存储的计算机指令，以使得电子设备执行上述第一方面任一项所述的图像边界修正方法。

第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被执行时实现如上述第一方面任一项所述的图像边界修正方法。

本申请提供的图像边界修正方法、装置、电子设备及存储介质，先通过其他方法获取目标图像的粗边界，再对粗边界中不够准确的部分进行修正最终获得目标图像较为准确的边界，具有如下优点：1、获取粗边界和对粗边界进行局部修正采用不同的方法，通过不同方法的结合得到较为准确的目标图像边界，不强求只用一种方法就获得准确的边界，极大降低了运算的时间复杂度和空间复杂度，在运算能力和存储空间不足的电子设备上仍可以正常运行，能够在合理的时间内取得结果。2、具有较高的灵活性，对目标图像粗边界进行局部修正并不要求必须得到100％完全准确没有丝毫误差的目标图像边界，只要修正后目标图像边界的精确度符合实际生产要求即可，可以极大节约用于边界修正的时间，提高生产效率。

附图说明

为了更清楚的说明本申请或现有技术中的技术方案，对描述本申请或现有技术所需使用的附图进行简单介绍。对于本领域技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例一图像边界修正方法的流程图。

图2为本申请实施例二图像边界修正装置的架构示意图。

图3为本申请实施例三电子设备的硬件结构示意图。

图4为本申请实施例对应的刺绣机的整体结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本申请的一部分而非全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例都应当属于本申请在授权后保护的范围。

本申请的权利要求书、说明书及说明书附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不应当理解为描述特定的顺序或先后次序，上述“第一”、“第二”、“第三”等在不影响语义准确性情况下可以互换。此外，术语“包括”、“包含”、“具有”以及类似的任何变形，其语义为非排他，例如，包含一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备，其语义不局限于已清楚列出的那些步骤或单元，还可以包含没有被清楚列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本申请技术方案适用于刺绣机、缝纫机等缝制机械或者与缝制机械的整体结构类似的其他设备。缝制机械泛指能够在面料上形成线迹的生产设备。缝制机械的整体结构较为类似，本申请实施例中以刺绣机作为缝制机械的代表进行说明。图4为与本申请实施例技术方案对应的刺绣机的整体结构示意图。机头是刺绣机的核心部件，机头上设置有机针，机针用于对面料进行刺绣作业。台板设置在机头下方，台板上设置有称为绣框的部件，面料通过绣框固定在台板上。刺绣过程中，机针只在竖直方向运动无水平移动，绣框压紧面料带动面料在台板上进行水平移动。在台板上方合适的位置安装图像获取设备，例如照相机、摄像头等，图像获取设备能够获取台板上的面料或者面料上图案的图像。为了保证图像获取效果，很多情况下图像获取设备为固定安装，图像获取设备工作过程中不移动。

实施例一：

图1为本实施例图像边界修正方法的流程图，图像边界修正方法包括了如下步骤。

s101、获取目标图像的粗边界各像素点的像素信息。

本申请技术方案实施前，需要先通过其他技术手段，例如申请号为“2019112697423”、名称为“图像标定方法、装置、电子设备及存储介质”的中国发明专利申请中公开的目标图像识别方法，获取目标图像的粗边界。粗边界意味着与目标图案真实边界的形状相比，几何形状整体符合，但某些局部存在较大的误差需要修正。如果通过其他技术手段获得的目标图像边界与目标图案真实边界的形状差异极大，几何形状整体不符，则通过边界修正的方法修正边界会浪费大量时间甚至无法得到符合实际生产要求的修正结果。这种情况通常需要改进原技术手段或者采用新的技术手段重新获取目标图像的粗边界。

目标图像的粗边界，即目标图像与背景图像的分界，是以像素点的像素信息为元素的集合。目标图像的粗边界确定后，上述集合随之确定，集合中每一组像素信息对应图像上的一个像素点。像素信息可以包括各像素点的像素坐标等信息，像素坐标代表像素点在图像中的位置。在很多应用场景中只需要获知目标图像的边界具体包含哪些像素点即可，因此像素信息中可以不包括各像素点的像素值。

s102、遍历拟修正的局部边界，通过形状平移和/或形状修改修正局部边界，得到目标图像的修正边界。

目标图像的粗边界确定后，通过目测或者其他方法，可以进一步确定粗边界上的哪些局部区域需要修正。局部边界，即目标图像粗边界上的局部区域，指具有起点和终点的某一段曲线段或者没有明确起点和终点的封闭曲线。目前用于控制缝制机械的电子设备的自动化程度已经较高，目标图像的粗边界能够显示在电子设备的操作界面上，缝制机械的使用人员点击操作界面即可选取拟修正的局部边界。当然，也可以采用直接从目标图像的粗边界集合中选取像素信息等其他方法选取拟修正的局部边界。局部边界选定后，局部边界所包含的像素点以及每个像素点的像素坐标也相应确定。

对局部边界的修正，较为常见的是形状平移和形状修改两种修正方式，通常只需采用其中一种修正方式，但特殊情况两者都要采用。形状平移，指曲线段的形状不变但曲线段在图像上的位置发生了变化，如果局部边界和目标图案真实边界的形状相比几何形状一致但位置不正确，通常需要以形状平移的方式修正。形状平移可以通过修改局部边界集合中包含的各像素坐标实现。具体的，局部边界可以视为目标图像粗边界这一集合的子集合，该子集合中包含了对应若干个像素点的若干组像素坐标，对每组像素坐标进行同等幅度的修改，例如每组像素坐标的横坐标和纵坐标都增加或减少相同的数值，可以实现形状平移的效果，即局部边界的形状不改变但局部边界在图像上的具体位置发生了变化。

形状修改，指曲线段的形状发生变化，如果局部边界和目标图案真实边界的形状相比形状不一致，通常需要以形状修改的方式修正。形状修改会导致一些原先不是边界的像素点成为边界而原先属于边界的一些像素点不再是边界。用于形状修改的比较常见的工具是贝塞尔曲线公式，贝塞尔曲线公式能够根据一些选定的特征点生成一段光滑曲线段，例如，三阶贝塞尔曲线公式b(t)，具体为b(t)＝p0(1-t)³+3p1t(1-t)²+3p2t²(1-t)+p3t³，t∈[0,1]，是自变量t的三阶函数，能够根据p0、p1、p2、p3四个特征点的坐标生成一段光滑曲线段。选取拟修正的局部边界后，根据拟修正的局部边界的期望形状选取合适的特征点，基于特征点利用贝塞尔曲线公式生成光滑曲线段，上述光滑曲线段即为修正后的局部边界或者修正后的局部边界的一部分，显然上述光滑曲线段也是由像素点构成的集合。一般情况下，选取的特征点既包括属于原局部边界的像素点，也包括不属于原局部边界的像素点；修正后的局部边界，其中一部分像素点属于原局部边界，另一部分像素点不属于原局部边界。

通过形状修改修正局部边界，还可能包括将若干拟修正的局部边界合并为一个局部边界或者将一个拟修正的局部边界拆分为多个局部边界。通常将一段光滑曲线段视为一个局部边界；如果一段封闭曲线或者一段具有起点和终点的非封闭曲线段整体上不光滑，但其是若干段光滑曲线段连接而成的，则将整体上不光滑的曲线段视为由多个局部边界组成。将若干拟修正的局部边界合并为一个局部边界，通常可以根据若干拟修正的局部边界整体的期望形状选取合适的特征点，基于上述所有特征点利用贝塞尔曲线公式生成一段光滑曲线段，上述光滑曲线段即为合并后的局部边界或者合并后的局部边界的一部分。将一个拟修正的局部边界拆分为多个局部边界，通常不能简单的直接删除拟修正的局部边界上的一些像素点，例如拟将一段封闭曲线拆分为多段封闭曲线，直接删除像素点无法形成封闭曲线。一种可行的将一个拟修正的局部边界拆分为多个局部边界的方法，首先从拟修正的局部边界删除部分像素点，删除像素点后形成若干段相互不连接的曲线段，接着对于上述每一段曲线段分别选取合适的特征点，利用贝塞尔曲线公式生成光滑曲线段，最终形成符合要求的局部边界。例如，拟修正的局部边界为一段封闭曲线，期望修正为多段封闭曲线，则首先根据目标图案真实边界的形状从拟修正的局部边界删除部分像素点，形成若干段互不连接的非封闭曲线段，对于每一段非封闭曲线段选取若干个合适的特征点利用贝塞尔曲线公式生成光滑曲线段，原先每一段相互不连接的非封闭曲线段和与其对应的光滑曲线段连接，能够形成新的封闭曲线。如果有必要，再利用贝塞尔曲线公式等对连接处进行适当的光滑化处理，上述封闭曲线可以是光滑的。这样就实现了将一段封闭曲线修正为多段封闭曲线。

遍历目标图像的粗边界上所有需要修正的局部边界，对每一个拟修正的局部边界通过形状平移、形状修改等手段修正，最终得到目标图像的修正边界，也即修正后的目标图像的完整边界。从目标图像的粗边界得到目标图像的修正边界，本质上可以视为对目标图像边界这一集合中的元素进行调整，将修正后不再属于边界的像素点的像素信息从集合中删除，将原先不属于边界但修正后属于边界的像素点的像素信息加入集合。

s103、根据目标图像的修正边界生成花样。

步骤s102中获得的目标图像的修正边界已经符合实际生产的要求。在缝纫\缝制领域，获取目标图像边界的重要应用之一是根据目标图像生成花样，根据花样进行生产。申请号为“2019112697423”、名称为“图像标定方法、装置、电子设备及存储介质”的中国发明专利申请中公开了一种图像标定方法，利用上述方法或类似方法能够得到图像获取设备获取的图像上每个像素点对应的像素长度和实际长度的比例值，根据上述比例值能够将目标图像数据转化为对应实际产品尺寸的花样，如果目标图像的边界较为准确，根据目标图像数据转化的花样生产的产品能够符合产品的质量要求。

根据修正后的目标图像生成花样并进行生产这一过程，如果产品的生产工艺不是非常复杂，能够在控制缝制机械的电子设备上自动完成，几乎不需要人工干预，也不需要运行操作繁琐的专业制版软件，极大提高了生产效率也充分降低了对缝制机械使用人员专业性的要求。

本实施例提供的图像边界修正方法，通过其他方法获取目标图像的粗边界，再对粗边界中不够准确的部分进行修正最终获得目标图像较为准确的边界，通过不同方法的结合得到较为准确的目标图像边界，不强求只用一种方法就取得准确的边界，极大降低了运算的时间复杂度和空间复杂度，在运算能力和存储空间不足的电子设备上仍可以正常运行，能够在合理的时间内获得结果。单机头刺绣机上实际运行本方法，不计选取拟修正的局部边界等涉及人工操作的时间，通常方法的所有步骤在1秒之内可以运行完毕。本实施例提供的图像边界修正方法具有较高的灵活性，对粗边界进行局部修正并不要求必须得到100％完全准确没有丝毫误差的目标图像边界，只要修正后目标图像边界的精确度符合实际生产要求即可，能够极大节约用于边界修正的时间，提高生产效率。此外，在很多情况下，本实施例提供的图像边界修正方法能够实现从生成花样到生产产品的完全自动化，不需要缝制机械的使用人员操作复杂繁琐的专业制版软件，极大提高了生产效率也充分降低了对缝制机械使用人员专业性、熟练程度等的要求，有利于缝制机械的推广普及。

实施例二：

图2为本实施例图像边界修正装置的架构示意图。图像边界修正装置20包括获取装置21以及形状修正装置22。获取装置21用于获取目标图像的粗边界各像素点的像素信息。形状修正装置22用于遍历拟修正的局部边界，通过形状平移和/或形状修改修正局部边界，得到目标图像的修正边界。进一步的，图像边界修正装置20还包括花样生成装置23。花样生成装置23用于根据目标图像的修正边界生成花样。。

本实施例中所述装置的具体实现方式可参见实施例一所述内容，其实现原理和技术效果类似，本实施例此处不再赘述。

本实施例中所述的装置，应理解为主要通过计算机程序等方式实现的功能模块构架。本实施例所述装置的划分与实施例一所述的方法步骤对应，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个装置可以结合或集成为另一个装置，或者一些装置可以忽略或不执行。

作为本实施例中所述装置承载实体的物理单元的实施方式具有多样性，可以所有的装置分布于一个物理单元，也可以一个或数个装置分布于不同的物理单元上。承载装置的物理单元可以通过线缆、无线网络等方式电连接，不一定有直接的物理接触或机械连接关系。

实施例三：

图3为本实施例电子设备的硬件结构示意图。如图3所示，该电子设备30包括：至少一个处理器31和存储器32。可选的，该电子设备30还包括总线33，处理器31和存储器32通过总线33连接。

在电子设备的运行过程中，存储器32存储有计算机指令，至少一个处理器31执行所述存储器32存储的计算机指令，以使得电子设备30执行如实施例一中所述的方法。

电子设备30的具体执行过程可参见实施例一所述内容，其实现原理和技术效果类似，本实施例此处不再赘述。

本实施例中，应理解，处理器可以是中央处理单元(英文：centralprocessingunit，简称：cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(英文：digitalsignalprocessor，简称：dsp)、专用集成电路(英文：applicationspecificintegratedcircuit，简称：asic)等。通用处理器可以是微处理器或者其他常规的处理器。执行存储器32存储的计算机指令，可以直接由硬件处理器执行完成，或者由处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。

存储器可能包括高速ram存储器，也可能还包括非易失性存储nvm，例如至少一个磁盘存储器。

总线可以是工业标准体系结构(industrystandardarchitecture，isa)总线、外部设备互连(peripheralcomponent，pci)总线或扩展工业标准体系结构(extendedindustrystandardarchitecture，eisa)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，本申请附图中的总线并不限定仅为一根总线或一种类型的总线。

实施例四：

本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现如实施例一中所述的方法。

上述计算机可读存储介质可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(sram)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、可擦除可编程只读存储器(eprom)、可编程只读存储器(prom)、只读存储器(rom)、磁存储器、快闪存储器、磁盘或光盘等。可读存储介质可以是通用或专用的计算机或类似电子设备能够存取的任何可用介质。

计算机可读存储介质可以耦合至处理器，从而使处理器能够从上述介质中读取信息，且可以向上述介质写入信息。当然，上述介质也可以是处理器的组成部分。处理器和可读存储介质可以位于专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuits，简称：asic)中。当然，处理器和可读存储介质也可以作为分立组件存在于电子设备中。

本申请技术方案如果以软件的形式实现并作为产品销售或使用时，可以存储在计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在存储介质中，包括计算机程序或者若干指令。该计算机软件产品使得计算机设备(可以是个人计算机、服务器、网络设备或者类似的电子设备)执行本申请实施例一所述方法的全部或部分步骤。前述的存储介质可以是u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本领域技术人员可以理解，实现实施例一所述的全部或部分步骤可以通过与程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序被执行时，执行实施例一所述的全部或部分的步骤。前述的存储介质包括rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是，本申请各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其进行限制。尽管各实施例已对本申请进行了详细的说明，本领域技术人员应当理解，其依然可以对本申请各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。