印染织物烧毛机的动画生成方法、装置及可读存储介质

1.本发明涉及图像处理技术领域，具体涉及一种印染织物烧毛机的动画生成方法、装置及可读存储介质。


背景技术：

2.由于染整工艺流程长，染整设备类型多样，结构复杂多变，单靠参阅教材上的平面图和结构图是难以理解的。需要通过虚拟仿真设备来化抽象为直观，利用精心制作的设备运行3d动画运行演示，不仅可以静态展示染色设备的结构图、剖面图，还可以3d形式动态演示整个印染工厂的前处理
→
染色
→
印花
→
后整理的整个过程，大大提高学生对整个印染工艺流程了解。
3.在现有技术中，通常需要对架设有待印染织物的印染织物烧毛机的实物结构图进行三维制图，再将该三维图导入设计好的静态工位场景图中进行放置位置调整，最后制作一个火焰燃烧动态视频并将其设置在静态工位场景图中的特定区域内进行动画展示。但是此方法呈现出来的动画效果不够逼真，且需要结构工程师的配合，工序相对较多。


技术实现要素：

4.本发明目的在于提供一种印染织物烧毛机的动画生成方法、装置及可读存储介质，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
5.为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
6.一种印染织物烧毛机的动画生成方法，所述方法包括以下步骤：
7.获取包含待印染织物的工位实物图像；
8.确定所述工位实物图像中待印染织物所在区域，将该区域作为待印染织物区域，将所述工位实物图像中待印染织物区域以外的区域作为场景图像；
9.将所述工位实物图像进行扩充，得到若干张工位实物图像，对每张工位实物图像中的待印染织物区域进行色彩调整，得到虚拟图像；其中，所述虚拟图像中的待印染织物按时间顺序呈现出因燃烧而导致色彩的过渡变化；
10.将若干张所述虚拟图像与若干连续帧火焰图像一一对应进行拼接，得到若干张合成图像；其中，所述若干连续帧火焰图像从火焰燃烧视频中按时间轴依次提取得到，所述火焰燃烧视频中火焰燃烧的旺盛程度先由小到大，再由大到小；
11.将所述若干张合成图像按时间轴进行排序，生成印染织物烧毛机的动画视频文件。
12.进一步，所述确定所述工位实物图像中待印染织物所在区域，将该区域作为待印染织物区域，将所述工位实物图像中待印染织物区域以外的区域作为场景图像，包括：
13.对所述工位实物图像进行平滑锐化处理后进行二值化，得到二值化图像；
14.对所述二值化图像进行轮廓提取，确定所述二值化图像中待印染织物所在区域，
将该区域作为待印染织物区域；
15.将所述待印染织物区域从所述二值化图像中剔除，得到场景图像。
16.进一步，所述将若干张所述虚拟图像与若干连续帧火焰图像一一对应进行拼接，得到若干张合成图像，包括：
17.步骤s410，确定若干连续帧火焰图像的燃烧区域；
18.步骤s420，在每张所述虚拟图像中待印染织物区域的顶部设置燃烧区域；
19.步骤s430，选取一张虚拟图像、以及按时间轴与该虚拟图像对应的一帧火焰图像；
20.步骤s440，采用该火焰图像对该虚拟图像中的燃烧区域进行填充，得到一张合成图像；
21.步骤s450，确定是否还有没被选取的虚拟图像，若是则执行步骤s430，若否，则得到若干张合成图像。
22.进一步，所述确定若干连续帧火焰图像的燃烧区域，包括：
23.将所述火焰燃烧视频中若干连续帧火焰图像的燃烧区域进行叠加合成，得到一张燃烧图像，将该燃烧图像所在的区域作为燃烧区域。
24.进一步，所述采用该火焰图像对该虚拟图像中的燃烧区域进行填充，得到一张合成图像，包括：
25.步骤s441，根据虚拟图像i的掩码计算出单像素宽的燃烧区域c的外沿ec；
26.步骤s442，计算外沿ec上每一点p的置信度c(p)和数据项d(p)；
27.步骤s443，根据外沿ec上每一点p的置信度c(p)和数据项d(p)确定点p的优先级p(p)；其中，点p的优先级p(p)＝c(p)*d(p)；
28.步骤s444，从外沿ec上的点p中选出具有最大优先级p(p)的点p
max
；
29.步骤s445，在场景图像φ中搜索大小与ψ
p max
最相似的像素块ψ
q min
；其中，ψ
p max
是点p
max
的邻域；
30.步骤s446，更新ψ
p max
内点的置信度，并确定燃烧区域c的点均被填充，若是，则转到步骤s441，否则，输出一张合成图像。
31.进一步，任一点p的置信度c(p)计算公式为：
[0032][0033]
其中，f
p
为点p的邻域ψ
p
内已被填充的像素数；|ψ
p
|为领域ψ
p
内像素点的个数。
[0034]
进一步，燃烧区域的外沿ec上每一点p的数据项d(p)通过以下方式计算得到：
[0035]
计算外沿ec上每一点p的梯度与梯度垂直90
°
的垂直梯度
[0036]
计算n
p
,n
p
是在点p的邻域ψ
p
内计算出点p在外沿ec上的法向；
[0037]
根据公式计算得到数据项d(p)。
[0038]
一种印染织物烧毛机的动画生成装置，所述装置包括：
[0039]
至少一个处理器；
[0040]
至少一个存储器，用于存储至少一个程序；
[0041]
当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现
如上述任意一项所述的印染织物烧毛机的动画生成方法。
[0042]
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有印染织物烧毛机的动画生成程序，所述印染织物烧毛机的动画生成程序被处理器执行时实现如上述任意一项所述的印染织物烧毛机的动画生成方法的步骤。
[0043]
本发明的有益效果是：本发明公开一种印染织物烧毛机的动画生成方法、装置及可读存储介质，本发明通过采用图像采集处理技术，通过对采集到的若干张烧毛机实物图像以及若干张火焰燃烧图像进行逐一的调节处理与重叠拼接，最后添加一个动画效果对拼接后的多个场景图像进行时间上的排序显示，从而完成印染织物烧毛机在应用过程中的动画展示，可提高动画逼真程度，且不需要进行三维图制作，工序相对简单。
附图说明
[0044]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。
[0045]
图1是本发明实施例中印染织物烧毛机的动画生成方法的流程示意图；
[0046]
图2是本发明实施例中印染织物烧毛机的动画生成装置的结构示意图。
具体实施方式
[0047]
以下将结合实施例和附图对本技术的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本技术的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0048]
参阅图1，图1是本技术提供的一种印染织物烧毛机的动画生成方法的流程示意图，所述方法包括以下步骤：
[0049]
步骤s100，获取包含待印染织物的工位实物图像；
[0050]
步骤s200，确定所述工位实物图像中待印染织物所在区域，将该区域作为待印染织物区域，将所述工位实物图像中待印染织物区域以外的区域作为场景图像；
[0051]
具体地，当待印染织物架放在印染织物烧毛机上时，采集工位实物图像后再对其进行平滑锐化处理，得到场景图像；接着，对该场景图像进行轮廓提取，得到其中的待印染织物区域，同时记录该待印染织物区域在该场景图像中的待印染织物区域。
[0052]
步骤s300，将所述工位实物图像进行扩充，得到若干张工位实物图像，对每张工位实物图像中的待印染织物区域进行色彩调整，得到虚拟图像；其中，所述虚拟图像中的待印染织物按时间顺序呈现出因燃烧而导致色彩的过渡变化；
[0053]
具体地，根据火焰图像的帧数对该场景图像进行复制，得到若干张场景图像，再通过maya软件对每一张场景图像中的待印染织物区域进行色彩调整，使得按序排列的每一张待印染织物区域的待印染织物呈现出色彩过渡变化情况。
[0054]
步骤s400，将若干张所述虚拟图像与若干连续帧火焰图像一一对应进行拼接，得到若干张合成图像；其中，所述若干连续帧火焰图像从火焰燃烧视频中按时间轴依次提取得到，所述火焰燃烧视频中火焰燃烧的旺盛程度先由小到大，再由大到小；
[0055]
示例性的，首先录制一段火焰燃烧视频，且该火焰燃烧视频中火焰燃烧的旺盛程度先有小到大，再由大到小；接着，对该视频中的每一帧火焰图像进行轮廓提取以去除多余的外在环境片段，再对提取出来的若干个火焰图像进行平滑锐化处理；通过将若干张所述虚拟图像与若干连续帧火焰图像一一对应进行拼接，使得到所述合成图像中的待印染织物能够匹配到火焰燃烧旺盛程度对应的火焰图像。在一些实施例中，将火焰面积作为火焰燃烧旺盛程度的评价指标；将灰度图中灰度值大于0.5的像素点图像作为火焰的面积图像，利用膨胀-腐蚀算法消除因抖动与烟尘干扰所造成的镂空，将处理完成的连续火焰面积经过滑动均值滤波处理。
[0056]
步骤s500、将所述若干张合成图像按时间轴进行排序，生成印染织物烧毛机的动画视频文件。
[0057]
由此，得到印染织物烧毛机的动画视频文件，能够展示印染织物烧毛机工作时的动画效果。
[0058]
作为上述实施例的进一步改进，步骤s200中，所述确定所述工位实物图像中待印染织物所在区域，将该区域作为待印染织物区域，将所述工位实物图像中待印染织物区域以外的区域作为场景图像，包括：
[0059]
步骤s210、对所述工位实物图像进行平滑锐化处理后进行二值化，得到二值化图像；
[0060]
步骤s220、对所述二值化图像进行轮廓提取，确定所述二值化图像中待印染织物所在区域，将该区域作为待印染织物区域；
[0061]
步骤s230、将所述待印染织物区域从所述二值化图像中剔除，得到场景图像。
[0062]
作为上述实施例的进一步改进，步骤s400中，所述将若干张所述虚拟图像与若干连续帧火焰图像一一对应进行拼接，得到若干张合成图像，包括：
[0063]
步骤s410，确定若干连续帧火焰图像的燃烧区域；
[0064]
步骤s420，在每张所述虚拟图像中待印染织物区域的顶部设置燃烧区域；
[0065]
步骤s430，选取一张虚拟图像、以及按时间轴与该虚拟图像对应的一帧火焰图像；
[0066]
步骤s440，采用该火焰图像对该虚拟图像中的燃烧区域进行填充，得到一张合成图像；
[0067]
步骤s450，确定是否还有没被选取的虚拟图像，若是则执行步骤s430，若否，则得到若干张合成图像。
[0068]
作为上述实施例的进一步改进，步骤s410中，所述确定若干连续帧火焰图像的燃烧区域，包括：
[0069]
将所述火焰燃烧视频中若干连续帧火焰图像的燃烧区域进行叠加合成，得到一张燃烧图像，将该燃烧图像所在的区域作为燃烧区域。
[0070]
作为上述实施例的进一步改进，步骤s440中，所述采用该火焰图像对该虚拟图像中的燃烧区域进行填充，得到一张合成图像，包括：
[0071]
步骤s441，根据虚拟图像i的掩码计算出单像素宽的燃烧区域c的外沿ec；
[0072]
其中，φ＝i-c，i代表虚拟图像，c代表燃烧区域，ec表示燃烧区域的外沿，φ代表场景图像(在整个步骤中保持不变)。
[0073]
步骤s442，计算外沿ec上每一点p的置信度c(p)和数据项d(p)；
[0074]
步骤s443，根据外沿ec上每一点p的置信度c(p)和数据项d(p)确定点p的优先级p(p)；其中，点p的优先级p(p)＝c(p)*d(p)；
[0075]
步骤s444，从外沿ec上的点p中选出具有最大优先级p(p)的点p
max
；
[0076]
步骤s445，在场景图像φ中搜索大小与ψ
p max
(ψ
p max
是点p
max
的邻域)最相似的像素块ψ
q min
；
[0077]
具体地，从虚拟图像i的左上角开始搜索，每一个ψq∈φ，计算像素差距d(ψq,ψ
p max
)，确定最相似的像素块ψ
q min
，其中，ψ
q min
(d(ψ
q min
,ψ
p min
)＝min{d(ψq,ψ
p min
)},ψq∈φ)，用ψ
q min
对ψ
p max
中的未知点进行填充；d(ψ
q min
,ψ
p min
)表示像素块ψ
q min
与ψ
p max
的差距；d(ψq,ψ
p max
)＝∑(a(i,j)-b(i,j))2，
[0078]
需要说明的是，像素块ψq中的每一个点都必须在场景图像φ中，从场景图像φ中选择与ψ
p max
最相近的像素块ψ
q min
，需要使得d(ψ
q min
,ψq)最小。传统的像素块之间的匹配只能对ψ
q min
中已有的像素点的值进行比较。但是本实施例使用了像素块进行像素级修复，对于未知区域ω进行了内部颜色信息的基本估计，所以可以找到更接近的像素块ψ
p
。
[0079]
步骤s446，更新ψ
p max
内点的置信度，并确定燃烧区域c的点均被填充，若是，则转到步骤s441，否则，输出一张合成图像。
[0080]
需要说明的是，当像素块ψ
p max
中的未知区域被填充后，ψ
p max
内像素点的置信度c(p)被更新，更新置信度c(p)的公式为：c(q)＝c(qmin)，在修复的过程中，随着像素置信度c(p)的衰减，表明了越是邻近未知区域c的中心，对于像素信息的确信度越低。
[0081]
本实施例基于像素块中的等值线的采样，根据外沿点p的邻域块ψ
p
中等值线方向来扩展像素。置信度c(p)可以当作对于点p的邻域ψ
p
的可信信息的一种度量。使用置信度c(p)的目的是优先考虑已知像素点最多的ψ
p
。越早被填充的点它们的置信度越高。例如在拐角处的块ψ
p
,它的c(p)越大，它越可能被优先填充；相对的，在平缓边缘处的块ψ
p
,它的c(p)越小，将越晚被填充。
[0082]
作为上述实施例的进一步改进，任一点p的置信度c(p)计算公式为：
[0083][0084]
其中，f
p
为点p的邻域ψ
p
内已被填充的像素数；|ψ
p
|为领域ψ
p
内像素点的个数；
[0085]
作为上述实施例的进一步改进，燃烧区域的外沿ec上每一点p的数据项d(p)通过以下方式计算得到：
[0086]
步骤s4421，计算外沿ec上每一点p的梯度与梯度垂直90
°
的垂直梯度
[0087]
步骤s4422，计算n
p
,n
p
是在点p的邻域ψ
p
内计算出点p在外沿ec上的法向；
[0088]
步骤s4423，根据公式(例如，令α＝255),计算得到数据项d(p)。
[0089]
与图1的方法相对应，参考图2，本技术的一个实施例还提供了一种印染织物烧毛机的动画生成装置10，所述装置10包括存储器11、处理器12及存储在存储器11上并可在处
理器12上运行的计算机程序。
[0090]
处理器12和存储器11可以通过总线或者其他方式连接。
[0091]
实现上述实施例的无人机集群协同任务规划方法所需的非暂态软件程序以及指令存储在存储器11中，当被处理器12执行时，执行上述实施例中的印染织物烧毛机的动画生成方法。
[0092]
与图1的方法相对应，本技术的一个实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有印染织物烧毛机的动画生成程序，所述印染织物烧毛机的动画生成程序被处理器执行时实现如上述任意一实施例所述的印染织物烧毛机的动画生成方法的步骤。
[0093]
上述方法实施例中的内容均适用于本装置实施例中，本装置实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。
[0094]
所述处理器可以是中央处理单元(central-processing-unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital-signal-processor，dsp)、专用集成电路(application-specific-integrated-circuit，asic)、现场可编程门阵列(field-programmable-gate-array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述印染织物烧毛机的动画生成系统的控制中心，利用各种接口和线路连接整个印染织物烧毛机的动画生成系统可运行装置的各个部分。
[0095]
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述印染织物烧毛机的动画生成系统的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(smart-media-card，smc)，安全数字(secure-digital，sd)卡，闪存卡(flash-card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
[0096]
尽管本技术的描述已经相当详尽且特别对几个所述实施例进行了描述，但其并非旨在局限于任何这些细节或实施例或任何特殊实施例，而是应当将其视作是通过参考所附权利要求，考虑到现有技术为这些权利要求提供广义的可能性解释，从而有效地涵盖本技术的预定范围。此外，上文以发明人可预见的实施例对本技术进行描述，其目的是为了提供有用的描述，而那些目前尚未预见的对本技术的非实质性改动仍可代表本技术的等效改动。