[发明专利]基于斑点模板自动组合的数码迷彩设计方法

摘要

本发明公开了一种基于斑点模板自动组合的数码迷彩设计方法，其特征包括：1、设计迷彩斑点模板并组成迷彩斑点模板库；2、初始化数码迷彩图案；3、勾勒数码迷彩图像的主轮廓；4、绘制迷彩图案雏形图；5、绘制目标迷彩图案。本发明能提高数码迷彩图案的设计效率和实际喷绘过程中的生产效率，并能够保证数码迷彩图案质量的稳定性。

主权项

一种基于斑点模板自动组合的数码迷彩设计方法，其特征是按如下步骤进行：步骤1、定义迷彩斑点模板{T_i|i＝1,2,…,t}为t个大小为m×n的0‑1矩阵，m表示迷彩斑点模板的宽，n表示所述迷彩斑点模板的高；所述0‑1矩阵中取值为1的像素点为着色像素点，取值为0的像素点为非着色像素点；由所述迷彩斑点模板{T_i|i＝1,2,…,t}组成迷彩斑点模板库；在所述迷彩斑点模板库中，定义：大号斑点模板为包含B％‑A％着色像素点的迷彩斑点模板；中号斑点模板为包含C％‑B％着色像素点的迷彩斑点模板；小号斑点模板为包含D％‑C％着色像素点的迷彩斑点模板；D＜C＜B＜A，45≤A≤55，25≤B≤35，10≤C≤20，5≤D<10；步骤2、初始化数码迷彩图案：步骤2.1、根据目标迷彩类型选取喷绘主色序列{C_j|j＝1,2,…,c}；c表示喷绘主色的个数；步骤2.2、定义循环变量I；初始化I＝1；建立宽为W高为H的图像作为初始化图像M_I；定义所述喷绘主色序列{C_j|j＝1,2,…,c}中比率最高的颜色为迷彩图案主颜色C_α，利用所述迷彩图案主颜色C_α绘制所述初始化图像M_I的底色，从而获得带有底色的图像M_I+1；步骤2.3、定义大小为W×H的矩阵MC_I+1为所述带有底色的图像M_I+1的绘制代价图，并将所述带有底色的图像M_I+1的绘制代价图MC_I+1中的每个像素值初始化为0；步骤2.4、定义大小为W×H的矩阵MD_I+1为所述带有底色的图像M_I+1的分布引导图，并将所述带有底色的图像M_I+1的分布引导图MD_I+1中的每个像素值初始化为0；步骤2.5、定义大小m×n的矩阵TC_i为所述迷彩斑点模板T_i的模板绘制代价矩阵，从而为所述迷彩斑点模板库中每个迷彩斑点模板建立模板绘制代价矩阵；步骤2.6、定义大小u×v的矩阵TD_i为所述迷彩斑点模板T_i的模板分布引导矩阵，u＝2m‑1，v＝2n‑1；从而为所述迷彩斑点模板库中的每个迷彩斑点模板建立模板分布引导矩阵；步骤3、勾勒所述带有底色的图像M_I+1的主轮廓：步骤3.1、以所述带有底色的图像M_I+1的任一顶点作为原点O，以与所述原点O相邻的两条边分别作为X轴和Y轴，从而建立坐标系XOY；在所述坐标系XOY中，任意选取一组平行线段集合L＝{L₁,L₂,…,L_l}，l表示平行线段的个数；在所述平行线集合L中的每条线段上每隔一段距离d选取一个中心点，从而构成模板分布中心点集合G＝{G₁,G₂,…,G_h,…,G_g}；g为所述模板分布中心点集合G中的中心点个数，1≤h≤g；步骤3.2、在所述迷彩斑点模板库中随机选取任意一个大号斑点模板T_b，1≤b≤t；t为所述迷彩斑点模板库中迷彩斑点模板的个数；在所述模板分布中心点集合G中任意选取一个中心点G_h，以所述中心点G_h为所述大号斑点模板T_b的中心位置；将所述大号斑点模板T_b分布在所述带有底色的图像M_I+1上，从而使得所述模板分布中心点集合中的每个中心点都分布有任一大号斑点模板；步骤3.3、在所述喷绘主色序列{C_j|j＝1,2,…,c}中任意选取一种喷绘主色C_β填充每个中心点上的大号斑点模板的着色像素点；β≠α；从而获得迷彩图案雏形图M_I+2；步骤3.4、利用式(1)获得所述迷彩图案雏形图M_I+2的绘制代价图MC_I+2：MC_I+2(x,y)＝MC_I+1(x,y)+TC_b[x'][y']    (1)式(2)中，坐标(x,y)表示以所述中心点G_h为中心的m×n邻域内的任一像素；MC_I+2(x,y)为所述绘制代价图MC_I+2中坐标(x,y)的像素值；TC_b为大号斑点模板T_b的绘制代价矩阵；TC_b[x'][y']表示所述大号斑点模板T_b的绘制代价矩阵TC_b中第x'行和第y'列的元素值；所述第x'行和第y'列的元素[x'][y']对应于所述绘制代价图MC_I+2中的坐标(x,y)；步骤3.5、利用式(2)获得所述迷彩图案雏形图M_I+2的分布引导图MD_I+2：MD_I+2(p,q)＝MD_I+1(p,q)+TD_b[p'][q']     (2)式(2)中，坐标(p,q)表示以所述中心点G_h为中心的u×v邻域内的任一像素；MD_I+2(p,q)为所述分布引导图MD_I+2中坐标(p,q)的像素值；TD_b为大号斑点模板T_b的分布引导矩阵；TD_b[p'][q']表示所述大号斑点模板T_b的分布引导矩阵TD_b中第p'行和第q'列的元素值；所述第p'行和第q'列的元素[p'][q']对应于所述分布引导图MD_I+2中的坐标(p,q)；步骤4、采用贪心算法绘制所述迷彩图案雏形图M_I+2，从而获得所述迷彩图案雏形图M_I+3：步骤4.1、在所述迷彩图案雏形图M_I+2寻找最大连通域D_max，并判断所述最大连通域D_max是否大于等于设定的阈值，若否，则执行步骤5；若是，则将所述最大连通域D_max内的像素点所构成的集合作为候选像素点集合P＝{P₁,P₂,…,P_r,…,P_R}，1≤r≤R，R表示候选像素点的总数；步骤4.2、从所述迷彩斑点模板库中选取任一中号斑点模板T_e；1≤e≤t；利用式(3)获得所述候选像素点集合P中任意一个候选像素点P_r(x_r,y_r)的重复喷绘代价${\mathrm{EC}}_{P_r}=\underset{s}{\overset{m}{\mathrm{\&Sigma;}}}\underset{k}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{T}_e\left[s\right]\left[k\right]\&times;{\mathrm{MC}}_{I+2}(s+x_r-\frac{m+1}{2},k+y_r-\frac{n+1}{2})---\left(3\right)$式(3)中，T_e[s][k]表示所述中号斑点模板T_e中第s行和第k列的元素值；MC_I+2表示所述迷彩图案雏形图M_I+2的绘制代价图；步骤4.3、定义一个变量为所述候选像素P_r(x_r,y_r)的联合分布指导值，利用式(4)获得所述候选像素P_r(x_r,y_r)的联合分布指导值${\mathrm{JD}}_{P_r}=\mathrm{\&lambda;}\&times;C_{P_r}+\mathrm{\&gamma;}\&times;{\mathrm{MD}}_{I+2}(x_r,y_r)---\left(4\right)$式(4)中，MD_I+2表示所述迷彩图案雏形图M_I的分布引导图；MD_I+2(x_r,y_r)表示分布引导图MD_I+2中候选像素P_r(x_r,y_r)的值；λ、γ∈(0,1)；步骤4.4、重复步骤4.2和步骤4.3，获得所述候选像素点集合P中每个候选像素点的联合分布指导值，选取联合分布指导值最小的候选像素点作为最优位置Pos；步骤4.5、以所述最优位置Pos为所述中号斑点模板T_e的中心位置；将所述中号斑点模板T_e分布在所述迷彩图案雏形图M_I+2上，并在所述喷绘主色序列中任意选取一种喷绘主色C_ω填充所述大号斑点模板T_e上的着色像素点；ω≠α；从而获得迷彩图案雏形图M_I+3；步骤4.6、将I+1的值赋给I；步骤4.7、利用式(1)和式(2)分别获得所述迷彩图案雏形图M_I+2的绘制代价图MC_I+2和分布引导图MD_I+2后返回步骤4.1；步骤5、用小号斑点模板对步骤4获得的迷彩图案雏形图M_I+3进行修饰，从而获得目标迷彩图案M：步骤5.1、在所述迷彩斑点模板库中随机选取任意一个小号斑点模板T_o，1≤o≤t；在所述迷彩图案雏形图M_I+3中寻找最大连通域D'_max，在所述最大连通域D'_max内和周围随机选取一个像素点作为所述小号斑点模板T_o的中心位置，将所述小号斑点模板T_o分布在所述迷彩图案雏形图M_I+3上，从而获得迷彩图案雏形图M_I+4；步骤5.2、将I+1的值赋给I；并判断I是否超出阈值F，若是，则退出执行，从而获得目标迷彩图案M；否则，执行步骤5.1。