[发明专利]一种基于图像分割的自动着色方法与着色装置

权利要求书

1.一种基于图像分割的自动着色方法，其特征在于包含如下步骤：

1）把需要着色物体放置于生产环境中的载物台（5）上；

2）在生产环境中安装摄像系统（2）、光照装置（3）及喷笔装置（4），并将摄像系统（2）、光照装置（3）及喷笔装置（4）分别连接于主控计算机（1）； 

3）把需要着色物体彩色图像模板输入主控计算机（1）保存；

4）根据生产环境的情况调整光照装置（3）的光照亮度，使需要着色物体拍摄图像具有良好的辨识度，用摄像系统（2）拍摄需要着色物体的照片；

5）将步骤4）摄像系统（2）拍摄的照片输入主控计算机（1）内，主控计算机根据联动机制，与步骤3）的彩色图像模板对比，开始对摄像系统（2）拍摄的照片进行图像处理并输出坐标及颜色参数；

6）喷笔装置（4）根据步骤5）中主控计算机（1）输出的坐标及颜色参数选择对应的颜色对需要着色物体的相应部位进行自动着色；

7）着色完成后反馈给主控计算机（1），完成着色；

8）重复步骤1）-7），进行下一个物体的着色，着色完成后关闭各装置。

2.根据权利要求1所述的一种基于图像分割的自动着色方法，其特征在于

步骤4）中所述的光照装置（4）的光照强度有3档，分别为低、中、高3档，白天室内光照度足够，设置为1档；阴天光照度不足，设置为2档；黑夜，则设置为3档。

3.根据权利要求1所述的一种基于图像分割的自动着色方法，其特征在于

步骤5）中对照片进行图像处理方式如下： 

1）先将步骤4）拍摄得到的图像进行灰度化处理得到灰色图像，然后利用均值漂移算法，对灰色图像依照彩色图像模板进行分割，得到需要进行着色的区块；

2）将灰色图像T（T_R，T_G，T_B）和彩色模板图像K（K_R，K_G，K_B）分别从RGB色彩空间转换至lαβ色彩空间，转换后的灰色图像为T（T_l，T_α，T_β），转换后的彩色模板图像为K（K_l，K_α，K_β），T_l 、K_l分量按计算公式（1）计算，T_α，K_α分量按计算公式（2）计算，T_β，K_β分量按公式（3）计算：

                                                                              (1)

                              (2)

                                (3)

其中，l表示亮度，它的值域是0到100，α表示从洋红色至绿色的范围，β表示从黄色至蓝色的范围，值域都是+127至-128，其中+127 α是红色， -128 α是绿色，+127 β是黄色，-128 β是蓝色，所有颜色就以这三个值交互变化所表示；

由于本研究方法是用亮度来进行匹配，为避免匹配上的错误，必须对彩色图像进行亮度重映射，调整其亮度，公式为：

                     (4) 

公式中，是彩色模板图像处理后的亮度值；分别为图像所有像素的平均值和标准差，*为T_l 或K_l；

对步骤1）中得到的需要进行着色区块中的每一点，在彩色图像模板中搜索能与之匹配的点，通过下面公式进行匹配：

                                                                         (5)

（i,j）、T_l（i,j）分别为公式（4）和公式（1）计算出来的、T_l值，（i,j）为相应值所在的坐标点，如果t≤0.05，则把匹配的坐标点(i,j)和该点的K_α，K_β作为颜色参数输出。