[发明专利]一种视觉高保真纺织面料换色方法及系统

权利要求书

1.一种视觉高保真纺织面料换色方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，搭建均匀光照纺织面料图像数字拍摄系统；

步骤2，利用拍摄系统拍摄标准色卡数字图像，并依据色卡标准颜色数据，对数码相机进行颜色特性化校正，得到颜色校正模型；

步骤2中，依据色卡标准颜色数据对数码相机进行颜色特性化校正，获得颜色校正模型的方法如下；

首先，利用分光光度计测量获得色卡的XYZ三刺激值颜色数据C，依据色度学理论，三刺激值XYZ的测量原理如式(1)至式(2)所示，

其中，

式中，x(λ)、y(λ)和z(λ)为标准观察者颜色匹配函数，E(λ)为物体的光谱反射率，S(λ)为光源的相对光谱功率分布函数，λ为波长，k为调节因子，X、Y和Z分别为色卡的三刺激值数据，m为色卡中颜色的数量，XYZ_i为第i个颜色的三刺激值，C为包含所有色卡的三刺激值矩阵，上标‘T’为转置符号；

其次，利用三刺激值XYZ到标准RGB颜色数据的转换关系矩阵M，如式(4)所示，计算得到色卡的标准RGB颜色数据D_s，具体如式(5)所示：

D_s＝MC，                              (5)

然后，利用拍摄系统拍摄色卡的数字图像，以k像素为边长，提取每个色块中心k×k像素区域的所有RGB值，并计算其平均值，得到色卡的拍摄RGB颜色数据D_c；

其次，利用色卡的标准RGB颜色数据D_s和拍摄RGB颜色数据D_c计算颜色校正模型，方法如下：

1)对色卡的拍摄RGB颜色数据进行根多项式扩展，以一个颜色数据和三阶的根多项式扩展为例，具体如式(6)所示，

式中，r、g和b分别为一个颜色的R通道、G通道和B通道的颜色值，上标‘T’为转置符号，d_exp表示根多项式扩展后的颜色值向量；

2)利用伪逆算法，由色卡标准RGB颜色数据D_s和拍摄RGB颜色数据D_c的扩展矩阵D_exp计算颜色校正模型Q的方法如下：

式中，D_s色卡标准RGB颜色数据，D_exp为色卡拍摄RGB颜色数据D_c的扩展数据，Q为颜色校正模型，上标‘T’为转置符号，上标‘-1’表示求逆运算，λ为正则化约束系数，I为单位矩阵；

最后，得到颜色校正模型Q；

步骤3，相同拍摄条件下，利用拍摄系统拍摄待换色纺织面料获得数字图像；

步骤4，利用步骤2中建立的颜色校正模型，对待换色纺织面料数字图像进行颜色校正，得到待换色纺织面料颜色校正后的数字图像；

步骤5，设定待换色纺织面料的目标颜色；

步骤6，若待换色纺织面料为单色面料，则直接对其进行换色，得到换色纺织面料图像；

步骤7，若待换色纺织面料是多色面料，则首先对其进行图像分割处理，得到每种颜色对应的子图像，然后利用步骤6中的换色方法，对任意待换色子图像进行换色；

步骤8，最后，将步骤7中所有换色子图像进行合并，得到多色纺织面料的最终换色图。

2.如权利要求1所述的一种视觉高保真纺织面料换色方法，其特征在于：步骤3中，利用拍摄系统拍摄待换色纺织面料获得数字图像的具体方法为，在与拍摄色卡完全一致的拍摄参数下，将待换色纺织面料平铺于拍摄系统的拍摄区域，拍摄获得待换色纺织面料的数字图像。

3.如权利要求1所述的一种视觉高保真纺织面料换色方法，其特征在于：步骤4中，利用步骤2中建立的颜色校正模型，对待换色纺织面料数字图像进行颜色校正，得到待换色纺织面料颜色校正后的数字图像的方法如式(8)所示：

D_{img_c}＝QD_img，                              (8)

式中，D_img为待换色纺织面料数字图像数据，Q为颜色校正模型，D_{img_c}为颜色校正后的待换色纺织面料数字图像数据。