[发明专利]一种基于图像分割的自动着色方法与着色装置

说明书

技术领域

本发明属于物体着色技术领域，具体涉及一种集自动控制、数字设备制造及图像处理与一体的用于标识、标牌、徽章、纪念币等物体的基于图像分割的自动着色方法与着色装置。

背景技术

工业生产中物体的着色一直是一个重要的环节。像标识、标牌、徽章、纪念币等物体的着色需要耗费大量的人力物力。低效率高成本的着色装置不仅会影响企业的生产效率，也严重影响到企业的生产成本与利润。

传统的着色方法大都基于用户交互实现，主要靠人用工具来实现物体的上色，也有一些自动着色的装置但是需要大量的人为操作，对物体的放置位置有很高的要求，其着色精度低，效率十分低下。如何设计一个速度快，省漆料，精度高的自动着色装置成为一个技术难题。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提出一种集自动控制、数字设备制造及图像处理与一体的用于标识、标牌、徽章、纪念币等物体的基于图像分割的自动着色方法与着色装置。

所述的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上；

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

3）把需要着色物体彩色图像模板输入主控计算机保存；

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

5）将步骤4）摄像系统拍摄的照片输入主控计算机内，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）喷笔装置根据步骤5）中主控计算机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，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。

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。

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)