[发明专利]一种基于分层原理的云锦风格图像生成方法

说明书

本发明公开了一种基于分层原理的云锦风格图像生成方法，图案部分，利用色彩优化后的局部风格迁移算法对图案进行迁移设计，获得云锦风格图；纹理部分，将云锦纹理分为底布、丝绒、特殊材料(金银线、孔雀羽)、间丝四类纹理。使用三维扫描仪获取云锦扫描图并提取出各类纹理的循环组织作为纹理合成单元。借助块拼接纹理合成算法将纹理单元转化成与云锦扫描图同尺寸的纹理合成图；使用Grabcut图像分割算法，获取迁移效果图的各类掩码图，结合掩码图与对应的纹理合成图，获得各类纹理层。将图层从下到上分别按照底布纹理层、丝绒纹理层、迁移效果图、特殊材料纹理层、间丝纹理层进行叠加，得到云锦风格图像。

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，具体涉及一种基于分层原理的云锦风格图像生成方法。

背景技术

云锦是我国四大名锦之首，其纹样以传统的动植物、仙器、文字等为主，饰以浓艳丰富的色彩，具有鲜明的民族特色和吉祥文化底蕴。织造方面，云锦以各色丝线、金银线、孔雀羽等为原材料，通过大花楼机纯手工织造而成。不同材质的原料，赋予了云锦纹理独特的立体感。然而在快时尚的潮流下，传统的云锦生产织造面临着图案创新不足，生产周期长，成本高，专业依赖性强等问题，导致大众对云锦的认知度低。使用数字化手段生成云锦风格图案，既可用于云锦织品的效果预览，也可以用于头像、壁画、饰品等设计，有利于云锦的传承和创新推广。

关于图案设计，风格迁移算法，能够在保留现代图像内容的情况下，赋予这张图像云锦的风格，实现云锦图案的创新。纹理方面，云锦除了丝线，还运用了金银线、孔雀羽等具有特殊光泽和立体感的材料。提取和利用云锦不同材料的纹理特征，有利于还原云锦面料的质感。

发明内容

针对云锦图案创新、纹理特征提取的问题，本发明提供了一种基于分层原理的云锦风格图像生成方法。这种云锦风格图像生成方法利用分层设计原理，提炼了云锦图案和纹理两方面的特征，能够赋予任意一张图像以云锦图案的风格，并且体现云锦各种纹理的质感。

本发明所采用的技术方案：一种基于分层原理的云锦化图像设计方法，包括以下步骤：

(1)获取云锦局部风格迁移效果图：

在风格迁移模型内容损失和风格损失的基础上，定义合成图在RGB三通道上色彩像素的方差和为色彩损失，得到改进后的风格迁移模型；

色彩损失计算公式为：其中，L_color为色彩损失，l为卷积神经网络的卷积层,c表示色彩通道，表示合成图在某色彩通道的某个像素点，表示合成图在某色彩通道的所有像素点均值，n表示合成图像素点个数；

将云锦图片作为风格图，现代图片作为内容图，输入到改进后的风格迁移模型，经过多次迭代得到迁移合成图，最后将迁移合成图与内容图的掩码图结合，获得云锦局部风格迁移效果图；

(2)获取纹理合成图：

将云锦的纹理分为底布纹理、丝绒纹理、特殊纹理和间丝纹理四类，利用三维面料扫描仪获取云锦扫描图，截取云锦各类纹理的循环组织作为纹理合成单元，借助块缝合纹理合成方法，将纹理合成单元转化成底布纹理合成图、丝绒纹理合成图、特殊纹理合成图、间丝纹理合成图；

(3)各纹理层获取：根据云锦风格图的纹理特征，将步骤(1)得到的云锦局部风格迁移效果图色彩和纹理相匹配，然后利用Grabcut图像分割算法获取纹样和轮廓的掩码图，结合掩码图与步骤(2)得到的底布纹理合成图、丝绒纹理合成图、特殊纹理合成图、间丝纹理合成图，得到底布纹理层、丝绒纹理层、特殊纹理层、间丝纹理层；

(4)云锦风格图像：将各个图层从下到上分别按照底布纹理层、丝绒纹理层、云锦局部风格迁移效果图、特殊纹理层、间丝纹理层进行叠加，最终得到云锦风格图像。