專(zhuān)利名稱(chēng)：利用美學(xué)重現(xiàn)自動(dòng)修補(bǔ)平面有紋理的物品如木板的制作方法
利用美學(xué)重現(xiàn)自動(dòng)修補(bǔ)平面有紋理的物品如木板
背景技術(shù)：
在地板工業(yè)中、在家具工業(yè)中以及在建筑結(jié)構(gòu)中很大量地使用由實(shí)木制成的或具有一種天然木材表面的板。由于天然木材的高價(jià)格，這些板常常由一個(gè)由多層纖維板或價(jià)格便宜的木材制成的復(fù)合體和一個(gè)較薄的可見(jiàn)的由天然木材貼面或天然實(shí)木制成的層構(gòu)成，后者對(duì)于美學(xué)印象是決定性的。由于天然材料木材總是具有許多缺陷部位如松動(dòng)的或腐朽的節(jié)孔、切開(kāi)的髓管、裂紋等，必須局部修補(bǔ)這些缺陷部位，以便確保表面的一種很好的物理質(zhì)量(平整度、密封性等)。在大多數(shù)的木板生產(chǎn)中仍然手工地實(shí)施這種過(guò)程。大量員工都單純憑視力檢查一塊板的表面、用一個(gè)手工工具銑削缺陷部位如節(jié)孔、髓管等并且通過(guò)引入一種填料或通過(guò)打入一個(gè)預(yù)制的木銷(xiāo)修補(bǔ)這些銑出的部位。有時(shí)該修補(bǔ)人員可支配多種填料顏色，這樣他們可以選擇最接近木材原色的顏色。盡管如此，修補(bǔ)的部位的美學(xué)質(zhì)量與一個(gè)無(wú)缺陷的面相比仍是很低的。如圖1在一幅(由于印刷技術(shù)的原因限于一種純圖形的黑/白描述)的圖中所示的那樣，引入一個(gè)節(jié)孔中的填料仍然是反感可見(jiàn)的。由一個(gè)光滑的、均質(zhì)的填料表面取代了節(jié)孔的天然的紋理。即使在插入一個(gè)預(yù)制的暗銷(xiāo)時(shí)，修補(bǔ)部位也仍然是極其可見(jiàn)的。雖然人員花費(fèi)很高并且與其相聯(lián)系的用于修補(bǔ)一塊板的通常許多缺陷部位的高成本， 這些只純物理修補(bǔ)的板在其美學(xué)質(zhì)量方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)地不再可與一個(gè)無(wú)缺陷的板相比并因此受到相應(yīng)的貶值。最近以來(lái)提供了一些自動(dòng)修補(bǔ)系統(tǒng)，它們由一種組合構(gòu)成，該組合包括一個(gè)用于探測(cè)木板上的缺陷部位的圖像處理系統(tǒng)和一個(gè)緊接著的、配備機(jī)械手的用于局部銑削和引入填料或暗銷(xiāo)接合的設(shè)備。挪威的公司 Argus Control SA( “http://www· argoscontrol. no，，)提供了一種 ”Argos板修理系統(tǒng)”，它包括一個(gè)用于探測(cè)和確定待修理的缺陷部位的位置的光學(xué)黑/白掃描器以及一個(gè)用于銑削和填塞缺陷部位的數(shù)字控制的XYZ軸系統(tǒng)。Baumer Inspection GmbH 公司，Konstanz (http://www. baumerinspection. com) 以標(biāo)志ColourBrain -Putty同樣提供了一些自動(dòng)修補(bǔ)系統(tǒng)，它們包括一個(gè)專(zhuān)門(mén)的、多傳感的掃描器以及一個(gè)自動(dòng)的銑刀和刮刀系統(tǒng)或暗銷(xiāo)安裝系統(tǒng)。兩種已知的系統(tǒng)與純手工的處理方式相比能夠降低用于物理修補(bǔ)具有木材表面的板的成本和時(shí)間需要。但在至今已知的系統(tǒng)中，修補(bǔ)部位由于表面紋理的中斷仍然是可見(jiàn)的。

發(fā)明內(nèi)容
因此對(duì)一種自動(dòng)的木板修補(bǔ)系統(tǒng)具有高的經(jīng)濟(jì)的和技術(shù)的需求，它能夠不僅通過(guò)一個(gè)修補(bǔ)過(guò)程修補(bǔ)木板的物理質(zhì)量，而且還使修補(bǔ)的板產(chǎn)生一種盡可能接近無(wú)缺陷的板的
美學(xué)質(zhì)量。通過(guò)各獨(dú)立權(quán)利要求的主題達(dá)到該目的，本發(fā)明的有利的實(shí)施形式和進(jìn)一步構(gòu)成在各相應(yīng)的從屬權(quán)利要求中給出。按照本發(fā)明，通過(guò)下列方法步驟研究待自動(dòng)修補(bǔ)的板達(dá)
5到所述目的1.利用至少一個(gè)對(duì)探測(cè)物理的缺陷部位所需要的圖像生成掃描器，以下稱(chēng)為“缺陷掃描器”，測(cè)定在板中的物理缺陷部位，2.利用至少一個(gè)另外的、優(yōu)選彩色的圖像生成掃描器，以下稱(chēng)為“美學(xué)掃描器”或 “紋理掃描器”，由板的全圖像計(jì)算出利用自動(dòng)圖像評(píng)價(jià)方法描述的用于整體美學(xué)印象、特別是用于圖案或紋理的顏色印象和視覺(jué)印象的特征，3.在利用由缺陷掃描器獲得的缺陷部位的位置和形狀信息情況下，由美學(xué)掃描器的圖像獲得相應(yīng)的缺陷部位的圖像部分，其中這些圖像部分分別包括缺陷部位本身和其較接近的周?chē)?，并且由這些圖像部分計(jì)算出利用自動(dòng)的圖像評(píng)價(jià)方法描述的用于局部美學(xué)印象的特征，4.在通過(guò)自動(dòng)銑出、引入填料或暗銷(xiāo)接合或其他物理修理技術(shù)修補(bǔ)物理的缺陷部位之后，利用一個(gè)可數(shù)字或可計(jì)算機(jī)控制地定位的、可電子像點(diǎn)方式控制的裝飾裝置，在使用對(duì)板的整體美學(xué)視覺(jué)印象負(fù)責(zé)的特征和對(duì)所涉及的缺陷部位的局部美學(xué)印象負(fù)責(zé)的特征情況下，個(gè)別地這樣裝飾每個(gè)修補(bǔ)的缺陷部位的區(qū)域，以致板在修理的缺陷部位的部位顯示出一種盡可能接近無(wú)缺陷的板的視覺(jué)印象和/或整個(gè)修補(bǔ)的板顯示出一種通過(guò)選擇局部的裝飾圖案引起的、符合要求的美學(xué)總體印象。利用本發(fā)明這樣提供一種用于特別以天然圖案化的面自動(dòng)修補(bǔ)缺陷部位的方法， 其中局部的修復(fù)留下一種與無(wú)缺陷的表面相比此外視覺(jué)上反感的印象，其中在這里通過(guò)在缺陷部位重現(xiàn)或仿造紋理，將其修復(fù)得盡可能不引人注目。在上述的各方法步驟中設(shè)置兩個(gè)圖像生成掃描器，但它們也可以組合成一個(gè)單獨(dú)的掃描器。另外總體上描述用于實(shí)施用于自動(dòng)修補(bǔ)一個(gè)平面物品的一個(gè)有紋理的表面的方法，即-借助一個(gè)圖像生成掃描器檢測(cè)平面物品例如一塊板的具有至少一個(gè)缺陷部位的有紋理的表面，-借助一個(gè)計(jì)算裝置根據(jù)利用圖像生成掃描器錄制的圖像數(shù)據(jù)檢測(cè)至少缺陷部位的位置，優(yōu)選也檢測(cè)其尺寸和/或形狀，-借助一個(gè)計(jì)算機(jī)控制的修補(bǔ)工具修補(bǔ)缺陷部位，例如通過(guò)補(bǔ)入一種填料，必要時(shí)先去掉表面的材料，-根據(jù)圖像數(shù)據(jù)檢測(cè)表面紋理，以及-借助計(jì)算裝置測(cè)定一種仿造表面紋理的結(jié)構(gòu)化的色彩，并且-利用一個(gè)裝飾裝置計(jì)算機(jī)控制地將先前測(cè)定的、仿造表面紋理的色彩涂覆到修補(bǔ)的缺陷部位上。一種相應(yīng)的用于修復(fù)在平面物品的有紋理的表面內(nèi)的缺陷部位的自動(dòng)修補(bǔ)設(shè)備為此包括下列裝置-至少一個(gè)圖像生成掃描器，用于錄制有紋理的表面的一個(gè)典型數(shù)字圖像，-一個(gè)計(jì)算裝置，該計(jì)算裝置連接到圖像生成掃描器上，從而圖像生成掃描器的圖像數(shù)據(jù)可以傳送到計(jì)算裝置并且由該計(jì)算裝置進(jìn)行評(píng)價(jià)，其中計(jì)算裝置為此安排成由接收的圖像數(shù)據(jù)檢測(cè)一個(gè)缺陷部位的至少位置、優(yōu)選還有尺寸和/或形狀，以及根據(jù)圖像數(shù)據(jù)檢測(cè)表面紋理，特別是在缺陷部位的鄰域中的表面紋理，并且測(cè)定一種仿造表面紋理的結(jié)構(gòu)化的色彩，-一個(gè)與計(jì)算裝置連接的自動(dòng)修補(bǔ)裝置，該修補(bǔ)裝置修補(bǔ)缺陷部位并且與計(jì)算裝置連接而且由計(jì)算裝置根據(jù)由計(jì)算裝置測(cè)定的缺陷部位的位置坐標(biāo)、必要時(shí)還有測(cè)定的形狀和/或尺寸的數(shù)據(jù)進(jìn)行控制，以及-一個(gè)裝飾裝置，該裝飾裝置同樣與計(jì)算裝置連接，以便受控地通過(guò)計(jì)算裝置將先前由計(jì)算裝置測(cè)定的、仿造表面紋理的色彩涂覆到修補(bǔ)的缺陷部位上?？梢岳缤ㄟ^(guò)鉆孔或銑出去掉在缺陷部位的表面的材料。如果缺陷部位是紋理的一個(gè)純彩色的干擾，則必要時(shí)也可以考慮一個(gè)覆蓋的涂層而不是去掉材料，以便掩飾缺陷部位。為了借助計(jì)算裝置測(cè)定待涂覆到缺陷部位上的色彩的一個(gè)圖像，按照本發(fā)明的一種簡(jiǎn)單的實(shí)施形式，可以由紋理的圖像數(shù)據(jù)克隆一個(gè)適合的區(qū)域。點(diǎn)陣式印刷設(shè)備特別適合用作為用于產(chǎn)生單個(gè)紋理的裝飾裝置的組成部分，該點(diǎn)陣式印刷設(shè)備因此通過(guò)計(jì)算機(jī)控制地設(shè)置各個(gè)像點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè)印刷圖像。在這方面特別適用按需噴墨式印刷設(shè)備，例如噴墨印刷機(jī)。一種這樣的印刷機(jī)可以容易地幾乎個(gè)別計(jì)算機(jī)控制地產(chǎn)生任意的紋理。為了實(shí)現(xiàn)一種盡可能不引人注目的修復(fù)或一種盡可能逼真的紋理仿造，在本發(fā)明的有利的進(jìn)一步構(gòu)成中，計(jì)算裝置為此安排成在測(cè)定仿造表面紋理的結(jié)構(gòu)化的色彩時(shí)使紋理元素延續(xù)到修補(bǔ)的缺陷部位中。在此也就是測(cè)定鄰接結(jié)構(gòu)元素的完好表面區(qū)域的變化并且這樣例如以圖像數(shù)據(jù)的形式算出待施加的色彩，以致該色彩包含緊接著現(xiàn)存的紋理元素的紋理元素。換言之，在將鄰接缺陷部位的表面區(qū)域的紋理包括在內(nèi)情況下由計(jì)算裝置算出一個(gè)在缺陷部位內(nèi)的紋理，它外插鄰接的紋理。對(duì)此具有各種不同的可能性。一種簡(jiǎn)單的可能性在于，優(yōu)選在缺陷部位的鄰域中克隆表面的一個(gè)基準(zhǔn)圖像部分并且接著對(duì)其進(jìn)行匹配。為了盡可能將該紋理和該圖像部分的結(jié)構(gòu)隱蔽起來(lái)，可以使該圖像部分然后以適合的方式變形。對(duì)此適用單邊或雙邊的拉伸和壓縮、旋轉(zhuǎn)、定標(biāo)和剪切。按照本發(fā)明的另一種實(shí)施形式，為了產(chǎn)生紋理的仿造，采用紋理的一個(gè)基準(zhǔn)部分， 亦即采用例如在表面的一個(gè)完好的部位上的紋理的一部分的一個(gè)圖像。當(dāng)然該基準(zhǔn)部分也可以在一個(gè)另外的具有相應(yīng)紋理的表面上或也可以合成地得到。對(duì)于很好地仿造紋理來(lái)說(shuō)有利的僅僅是，基準(zhǔn)部分具有對(duì)于表面紋理來(lái)說(shuō)典型的結(jié)構(gòu)化。通過(guò)相對(duì)一個(gè)待重新確定的圖像元素例如以一個(gè)單獨(dú)的像素或多個(gè)像素形式選擇先前已確定的像素的一個(gè)鄰域的方式，遞推地產(chǎn)生紋理的一個(gè)圖像。然后以該鄰域的形狀在基準(zhǔn)部分內(nèi)尋找一個(gè)圖像元素，它在色值上盡可能地與待重新確定的圖像元素的鄰域的色值一致。在這里可以相互比較對(duì)應(yīng)像素的色值的總和，優(yōu)選加權(quán)的總和。如果總和的偏差小于一個(gè)預(yù)定的極限值，則認(rèn)為在基準(zhǔn)部分內(nèi)的圖像元素是有效的。一般來(lái)說(shuō)，如果這在色值上如此程度地與待重新確定的圖像元素的鄰域的色值一致，以致與對(duì)應(yīng)像素的色值的偏差小于一個(gè)預(yù)定的極限值，則在基準(zhǔn)部分內(nèi)找到所述圖像元素?，F(xiàn)在在基準(zhǔn)部分內(nèi)尋找在局部關(guān)系上相對(duì)于其屬于的鄰域與待重新確定的圖像元素一致的圖像元素。然后將該圖像元素的色值在關(guān)于鄰域的相應(yīng)的部位上記錄到待確定的紋理圖像中。然后以一個(gè)圖像元素重復(fù)該方法，該圖像元素優(yōu)選鄰接先前確定的圖像元素。通過(guò)重復(fù)該方法步驟，這樣逐步地以色值充滿(mǎn)圖像。也可以利用這樣的算法，以便將來(lái)自附近的現(xiàn)存紋理外插到缺陷部位的區(qū)域內(nèi)。 為此從除缺陷部位的區(qū)域外還包括具有尚存紋理的鄰接區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)出發(fā)。然后在確定一個(gè)待重新測(cè)定的圖像區(qū)域的鄰域的色值時(shí)，將這些紋理區(qū)域一起包括到鄰域內(nèi)，以便然后從基準(zhǔn)部分尋找適合于這個(gè)在缺陷部位旁邊尚存的紋理的圖像元素，并且記錄到待涂覆的色彩的圖像上。


擬示例性地但非限制性地借助在一個(gè)木材表面中的一個(gè)典型的缺陷部位即一個(gè)節(jié)孔說(shuō)明本發(fā)明構(gòu)思。為此利用下列各附圖圖1用于借助一個(gè)自動(dòng)的修補(bǔ)裝置修補(bǔ)木板的方法步驟。圖2示出一個(gè)帶有缺陷的木材表面。圖3示出在圖2中所示的木材表面的缺陷部位在修補(bǔ)之后的情況。圖4用于借助一個(gè)自動(dòng)的修補(bǔ)裝置利用美學(xué)仿造表面紋理修補(bǔ)木板的方法步驟。圖5A至5C示出用于在缺陷部位上測(cè)定和涂覆一種具有紋理元素的色彩的方法步驟，它們?cè)谌毕莶课坏泥徲騼?nèi)延續(xù)現(xiàn)存的紋理元素。圖6A至6C中示出用于仿造在一塊石板的一個(gè)修補(bǔ)的區(qū)域內(nèi)的紋路的方法步驟， 其中通過(guò)多個(gè)較小的圖像元素遞推地補(bǔ)充所述紋理。
具體實(shí)施例方式圖1簡(jiǎn)化地示出一個(gè)按現(xiàn)有技術(shù)的用于具有天然木材表面11的板的自動(dòng)的修補(bǔ)裝置，包括一個(gè)用于識(shí)別物理缺陷15和用于測(cè)量其位置的黑/白掃描器12、一個(gè)用于將一個(gè)銑刀移動(dòng)到缺陷部位16的第一直角坐標(biāo)CTZ機(jī)械手13、一個(gè)用于將一個(gè)填料注入工具移動(dòng)到銑出的缺陷部位17的第二直角坐標(biāo)CTZ機(jī)械手14。關(guān)于修補(bǔ)的步驟方面，一個(gè)這種類(lèi)型的裝置也可以用于按照本發(fā)明的方法，或用作為按照本發(fā)明的裝置的組成部分。圖2示出一個(gè)具有一個(gè)腐朽的、脫落的節(jié)孔的木材表面21在通過(guò)填塞修補(bǔ)之前22 和之后23。缺陷部位由于修補(bǔ)的節(jié)孔23的均質(zhì)的、未用圖案裝飾的填料在視覺(jué)上可很顯眼和反感地看到，盡管填料的色調(diào)很好地匹配于木材表面的色調(diào)。圖3示出在按照本發(fā)明通過(guò)借助一種噴墨印刷重現(xiàn)或仿造天然的木材紋路的裝飾之后的缺陷部位，簡(jiǎn)化地描繪為黑/白線(xiàn)條圖形。圖4示出一個(gè)利用按照本發(fā)明的自動(dòng)美學(xué)重現(xiàn)用于具有一個(gè)天然木材表面的板 11的自動(dòng)修補(bǔ)裝置，包括一個(gè)用于識(shí)別缺陷15和用于測(cè)量其位置的黑/白掃描器12，它將用于評(píng)價(jià)的原圖像數(shù)據(jù)傳送到圖像計(jì)算機(jī)45，該圖像計(jì)算機(jī)通過(guò)圖像評(píng)價(jià)測(cè)定用于控制第一直角坐標(biāo)MZ機(jī)械手13的信息以便將一個(gè)銑刀移動(dòng)到缺陷部位并且銑出該缺陷部位16 以及將用于填塞銑出的缺陷部位的信息傳送到一個(gè)第二直角坐標(biāo)CTZ機(jī)械手14以便將一個(gè)填料注入工具移動(dòng)到銑出的缺陷部位17，此外還包括一個(gè)用于檢測(cè)板的彩色卓越的掃描器41，它將圖像數(shù)據(jù)傳送到一個(gè)圖像計(jì)算機(jī)46以便不僅測(cè)定板的整體美學(xué)特征而且還測(cè)定在每個(gè)缺陷部位的區(qū)域內(nèi)的局部的美學(xué)特征，其中，將缺陷部位的位置和形狀信息經(jīng)由數(shù)據(jù)線(xiàn)路47從計(jì)算機(jī)45傳送到計(jì)算機(jī)46，還包括一個(gè)由計(jì)算機(jī)46控制的第三直角坐標(biāo) XYZ機(jī)械手42，用于移動(dòng)和控制一個(gè)噴墨印刷頭43，以便局部地裝飾相應(yīng)的缺陷部位。按照如在圖1中的現(xiàn)有技術(shù)，借助一個(gè)非彩色圖像生成掃描器12檢查一個(gè)具有待修補(bǔ)的缺陷部位的木板的物理缺陷部位的存在情況，缺陷部位在該實(shí)例中是一個(gè)節(jié)孔15。 在這種情況下測(cè)定缺陷部位的形狀和位置信息并將其傳送到一個(gè)可數(shù)字定位的銑刀13。擬例如以一個(gè)直角坐標(biāo)CTZ機(jī)械手實(shí)現(xiàn)該定位單元。各位置涉及一個(gè)與板相關(guān)聯(lián)的坐標(biāo)系， 例如前左角。在銑削之后，將板移到一個(gè)第二單元中，其中將一個(gè)填料頭數(shù)字地移動(dòng)到缺陷部位并在那里填滿(mǎn)銑孔。直到8平方米大的板通常包括許多缺陷部位。也可以使用擺動(dòng)臂機(jī)械手代替直角坐標(biāo)的定位。在填補(bǔ)之后，整個(gè)板表面通常被磨平并且設(shè)有一層透明的保護(hù)漆。如在圖2中示例性地在一塊具有一個(gè)黑暗的節(jié)孔22的板21上說(shuō)明的那樣，該缺陷部位在填塞之后還是反感可見(jiàn)的，因?yàn)楣饣奶盍?3甚至在選擇的色調(diào)情況下也顯示出不同于特別的木材紋路的光滑面。因此按照本發(fā)明，如在圖3中示例性示出的那樣，利用一個(gè)可數(shù)字定位的彩色噴墨印刷頭將一個(gè)這樣的圖案和一種這樣的色彩印刷到光滑的缺陷部位上，以致鄰域的天然結(jié)構(gòu)在缺陷部位上延續(xù)并且顏色不僅匹配于缺陷部位的鄰域而且匹配于板的整個(gè)顏色印象。為此如圖4中所示的那樣，一個(gè)按照現(xiàn)有技術(shù)的自動(dòng)修補(bǔ)站圍繞一個(gè)計(jì)算裝置利用下列各單元擴(kuò)展利用一個(gè)附加的、通常彩色的圖像發(fā)送器41，生成整塊板的一個(gè)彩色圖像并且將其傳送到一個(gè)評(píng)價(jià)裝置46，利用一個(gè)附加的定位單元42將一個(gè)可數(shù)字控制的裝飾頭例如一個(gè)彩色噴墨印刷頭引導(dǎo)到光滑填補(bǔ)的缺陷部位上并在那里將一個(gè)裝飾的圖案印刷到反感的光滑部位上。在此將位置信息從評(píng)價(jià)掃描器12的圖像信號(hào)的評(píng)價(jià)計(jì)算機(jī)45經(jīng)由一個(gè)內(nèi)部的或外部的數(shù)據(jù)線(xiàn)路47傳送到裝飾計(jì)算機(jī)46。當(dāng)然，印刷過(guò)程優(yōu)選在填補(bǔ)后磨平的板上實(shí)施，以便得到清晰而簡(jiǎn)潔的裝飾圖案。裝飾圖案的確定在此遵循兩個(gè)準(zhǔn)則a)由彩色掃描器的全圖像確定整體美學(xué)特征如占主導(dǎo)的色調(diào)、色調(diào)統(tǒng)計(jì)以及木材紋路的相應(yīng)的特征。這樣的方法對(duì)于檢查天然木材領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是已知的。這些特征控制用于木材背景還有用于紋路的噴墨印刷機(jī)的總體色調(diào)，b)由圍繞每個(gè)缺陷部位的部分圖像測(cè)定木材紋路的局部的美學(xué)特征，例如局部的背景顏色、在該部位的紋路的顏色、紋路的密度、方向和曲率變化等。可以借助一種計(jì)算機(jī)模擬經(jīng)由一些參數(shù)控制這些特征，以便產(chǎn)生木板的一種符合要求的局部及整體印象。如果例如要在修補(bǔ)之后產(chǎn)生一種質(zhì)樸的板，則人們寧可這樣裝飾缺陷部位，以致這些缺陷部位仿造節(jié)孔、樹(shù)脂癭等元素。如果要產(chǎn)生一種細(xì)結(jié)構(gòu)的貴重的板，則人們主要這樣裝飾修補(bǔ)的節(jié)孔，以致天然的紋路在填補(bǔ)部位上延續(xù)。
由此按照本發(fā)明的方法不僅允許這樣修補(bǔ)板，以致沒(méi)有任何反感的填補(bǔ)部位仍然是可見(jiàn)的。經(jīng)由裝飾過(guò)程的電子的控制，通過(guò)填補(bǔ)部位的一種相應(yīng)的局部裝飾可以控制板的整體外觀繼而由具有一種低的天然美學(xué)質(zhì)量的板生產(chǎn)出具有一種高的美學(xué)質(zhì)量的板。這不僅是一個(gè)大的經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)而且是一個(gè)生態(tài)的優(yōu)點(diǎn)，它允許更好地利用低的木材質(zhì)量。這樣的特征的取得和產(chǎn)生對(duì)于計(jì)算機(jī)模擬領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是已知的。3D模擬程序例如3D Studio Max或Alias Wavefront現(xiàn)在全都具有紋理生成器，借其可以模擬或由當(dāng)前的各圖像中精選出天然的材料如木材的彩色紋理。這些經(jīng)由一些參數(shù)在多方面是可控制的。按照本發(fā)明，可數(shù)字控制的裝飾過(guò)程并不限于噴墨印刷技術(shù)的應(yīng)用，具有用于局部燒焦木材表面的高溫尖端的熱轉(zhuǎn)移印刷機(jī)、簡(jiǎn)單的機(jī)械手也是本發(fā)明構(gòu)思的組成部分。因此本發(fā)明構(gòu)思包括所有適用于裝飾改變一塊木板的一個(gè)修補(bǔ)的缺陷部位的方法的全體。更易理解的是，按意義也將這些本發(fā)明構(gòu)思用于其他的天然產(chǎn)品如天然石材、大理石上。本發(fā)明構(gòu)思并不限于通過(guò)填補(bǔ)或暗銷(xiāo)接合的修補(bǔ)。它包括所有用于局部物理缺陷在美學(xué)面方面的修理技術(shù)，例如也包括填充泡沫、局部的去除、借助一個(gè)覆蓋層的覆蓋等。本發(fā)明構(gòu)思包括所有圖像生成掃描器，如點(diǎn)陣式攝像機(jī)和行掃描攝像機(jī)、光譜選擇性的攝像機(jī)、飛點(diǎn)掃描器、3D掃描器和多傳感的掃描器，它們供給待修補(bǔ)表面的一個(gè)電子圖像。本發(fā)明構(gòu)思還包括掃描器，它們能夠同時(shí)探測(cè)一些缺陷部位并且取得表面的美學(xué)特征。依此任選分配到兩個(gè)分開(kāi)的掃描器中，如它們?cè)趫D4中所示的那樣。本發(fā)明構(gòu)思還包括利用適合的圖案附加局部裝飾沒(méi)有缺陷的部位，以便給予所述板一種符合要求的外觀。這樣例如一個(gè)少結(jié)構(gòu)化的板可以通過(guò)用節(jié)孔圖案和/或樹(shù)脂癭裝飾在少結(jié)構(gòu)化的部位進(jìn)行附加裝飾給予一種質(zhì)樸的外觀并因此生產(chǎn)一種新產(chǎn)品。圖5A至5C示出一些用于在缺陷部位上測(cè)定和涂覆一種具有紋理元素的色彩的方法步驟，它們?cè)谌毕莶课坏泥徲騼?nèi)延續(xù)現(xiàn)存的紋理元素。圖5A首先示出一個(gè)用填料23修補(bǔ)的木板21的表面的一部分。通過(guò)木材紋路的具有黑暗的后期木線(xiàn)(SpStholzlinien ) 36的增長(zhǎng)區(qū)確定表面紋理。為了測(cè)定被填料填滿(mǎn)的區(qū)域的一種適合的結(jié)構(gòu)化的色彩，現(xiàn)在由計(jì)算裝置按照紋理的一個(gè)部分從圖像數(shù)據(jù)尋找，克隆哪個(gè)用來(lái)延續(xù)紋理。換言之，將一個(gè)完好的表面區(qū)域的錄像的圖像數(shù)據(jù)供給裝飾裝置，然后由該裝飾裝置將其色彩信息印到缺陷部位上。圖5B示出了板21的一個(gè)在圖5A中用虛線(xiàn)畫(huà)出的完好紋理的圖像區(qū)域，該圖像區(qū)域被選擇用于克隆并且在其形狀方面與填滿(mǎn)的缺陷部位一致。圖5C示出具有通過(guò)裝飾裝置施加到缺陷部位上的區(qū)域50的印樣51的板。對(duì)于印樣來(lái)說(shuō)，區(qū)域50稍稍伸出并且與鄰接缺陷部位的紋理重疊。在這里一種改善的匹配還可以這樣實(shí)現(xiàn)，即還通過(guò)這樣旋轉(zhuǎn)、壓縮、拉伸和/或剪切所述區(qū)域50的方式，以致實(shí)現(xiàn)與鄰接的紋理的一種盡可能好的匹配。例如為此在鄰接紋理和區(qū)域50的邊緣上的線(xiàn)型可以相互匹配。并且周?chē)募y理的與眾不同的紋理元素在這里亦即后期木線(xiàn)36仍可以部分地通過(guò)顏色覆蓋，并且印上的、仿造的后期木線(xiàn)朝印樣51的邊緣那邊減弱，以便實(shí)際的和印上的線(xiàn)平緩地相互過(guò)渡。
在修好的區(qū)域內(nèi)的紋路的仿造的另一種可能性在于，通過(guò)多個(gè)較小的圖像元素補(bǔ)充紋理。圖6A至6C示出一種這樣的方法的一個(gè)實(shí)例，其中遞推地補(bǔ)充較小的相互協(xié)調(diào)的圖像區(qū)域。首先再次選擇紋理的一個(gè)基準(zhǔn)部分。在這里一塊石板52例如一塊花崗石板用作為實(shí)例。圖6A示出具有一個(gè)已用填料53封閉的缺陷部位M的表面的一部分。但下面說(shuō)明的方法也可相應(yīng)地用于其他的紋理，例如一塊木板的紋路。首先由圖像生成掃描器的圖像數(shù)據(jù)確定紋理的一個(gè)基準(zhǔn)部分56?，F(xiàn)在應(yīng)該為表面的用填料53覆蓋的區(qū)域M測(cè)定一種結(jié)構(gòu)化的色彩，它盡可能等于基準(zhǔn)部分56的紋理。為了簡(jiǎn)便起見(jiàn)，在這里然后發(fā)送到裝飾裝置的待確定的色值的圖像在形狀和尺寸上與缺陷部位的填補(bǔ)的區(qū)域M —致。附加地值得追求的是，不中斷在填補(bǔ)的區(qū)域的邊緣上的紋理。因此色彩應(yīng)該是這樣的，即圍繞填料的區(qū)域的紋理的形狀元素連續(xù)地延續(xù)到缺陷部位中?，F(xiàn)在由計(jì)算裝置確定一個(gè)待重新確定的圖像元素57的位置和一個(gè)鄰接圖像元素 57的鄰域58。圖像元素57設(shè)置在缺陷部位的邊緣，以便在鄰域58中存在完好紋理的部分。然后以該鄰域58的形狀在基準(zhǔn)部分56內(nèi)尋找一個(gè)圖像元素59，它在色值上盡可能好地與待重新確定的圖像元素57的鄰域58的色值一致。利用按這種方式找到的圖像元素59現(xiàn)在可以確定一個(gè)圖像元素60的位置。該圖像元素60相對(duì)于圖像元素59具有相同的相對(duì)位置，就如同待重新確定的圖像元素57相對(duì)于鄰域58那樣。換言之，在這里在基準(zhǔn)部分內(nèi)尋找圖像元素60，它在局部關(guān)系上相對(duì)于其所屬的鄰域58與待重新確定的圖像元素57 —致。圖6B為此放大地示出找到的圖像元素60。然后將該圖像元素60的色值在關(guān)于鄰域的相應(yīng)的部位上記錄到待確定的紋理圖像中，亦即記錄到圖像元素57上。這種情況示于圖6C中。在記錄圖像元素57的色值之后， 則確定一個(gè)另外的、鄰接的具有鄰域62的圖像元素61的位置。該鄰域62現(xiàn)在也包括仿造的紋理的一些部分。如同以前關(guān)于圖像元素57在基準(zhǔn)部分56內(nèi)再次尋找一個(gè)適合的鄰域 59并且確定局部所屬的圖像元素60那樣，然后將其色值再次記錄到圖像元素61中。優(yōu)選重復(fù)該方法，直到填滿(mǎn)為控制裝飾裝置而設(shè)定的具有色值的圖像為止。
1權(quán)利要求
1.用于自動(dòng)修補(bǔ)一個(gè)平面物品的一個(gè)有紋理的表面的方法，其中-借助至少一個(gè)圖像生成掃描器檢測(cè)平面物品例如一塊板的具有至少一個(gè)缺陷部位的有紋理的表面，-借助一個(gè)計(jì)算裝置根據(jù)利用圖像生成掃描器錄制的圖像數(shù)據(jù)檢測(cè)至少缺陷部位的位置，優(yōu)選也檢測(cè)尺寸和/或形狀，-借助一個(gè)計(jì)算機(jī)控制的修補(bǔ)工具修補(bǔ)缺陷部位，例如通過(guò)補(bǔ)入一種填料，必要時(shí)先去掉表面的材料，-根據(jù)圖像數(shù)據(jù)檢測(cè)表面紋理，以及-借助計(jì)算裝置測(cè)定一種仿造表面紋理的色彩，并且-利用一個(gè)裝飾裝置計(jì)算機(jī)控制地將先前測(cè)定的、仿造表面紋理的色彩涂覆到修補(bǔ)的缺陷部位上。
2.按照上述權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，根據(jù)圖像數(shù)據(jù)檢測(cè)在缺陷部位的鄰域中的紋理并且測(cè)定一個(gè)仿造表面紋理的色彩，該色彩產(chǎn)生一種紋理，該紋理延續(xù)缺陷部位的鄰域的現(xiàn)有的紋理元素。
3.按照上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，實(shí)施下列方法步驟-利用至少一個(gè)對(duì)探測(cè)缺陷部位所需要的第一圖像生成掃描器，測(cè)定在平面物品的有紋理的表面中的缺陷部位，-利用至少一個(gè)另外的、優(yōu)選彩色的圖像生成掃描器，由平面物品的有紋理的表面的全圖像計(jì)算出利用自動(dòng)圖像評(píng)價(jià)方法描述的用于整體美學(xué)印象、特別是用于圖案的整體顏色印象和視覺(jué)印象的特征，-在利用由第一掃描器獲得的缺陷部位的位置和形狀信息情況下，由所述另外的掃描器的圖像獲得相應(yīng)的缺陷部位的圖像部分，其中這些圖像部分分別包括缺陷部位本身和其較接近的周?chē)⑶矣蛇@些圖像部分計(jì)算出利用自動(dòng)圖像評(píng)價(jià)方法描述的用于局部美學(xué)印象的特征，-在優(yōu)選通過(guò)自動(dòng)銑削、引入填料或暗銷(xiāo)接合或其他物理修理技術(shù)修補(bǔ)物理的缺陷部位之后，利用一個(gè)可數(shù)字定位的、可電子像點(diǎn)方式控制的裝飾裝置，在使用對(duì)板的整體美學(xué)視覺(jué)印象負(fù)責(zé)的特征和對(duì)所涉及的缺陷部位的局部美學(xué)印象負(fù)責(zé)的特征情況下，個(gè)別地這樣裝飾每個(gè)修補(bǔ)的缺陷部位的區(qū)域，以致板在修理的缺陷部位的部位顯示出一種盡可能接近無(wú)缺陷的板的視覺(jué)印象和/或整個(gè)修補(bǔ)的板顯示出一種通過(guò)選擇局部的裝飾圖案引起的、符合要求的美學(xué)總體印象。
4.按照上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，待修補(bǔ)的表面是一種天然木材表面或天然石材表面。
5.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，借助一臺(tái)可像點(diǎn)方式控制的噴墨印刷機(jī)涂覆色彩。
6.按照上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，計(jì)算裝置在測(cè)定仿造表面紋理的結(jié)構(gòu)化的色彩時(shí)將紋理元素延續(xù)到修補(bǔ)的缺陷部位中，其中測(cè)定鄰接結(jié)構(gòu)元素的完好表面區(qū)域的變化并且這樣算出待施加的色彩，以致該色彩包含緊接著現(xiàn)存的紋理元素的紋理元素。
7.按照上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，為了實(shí)現(xiàn)一種符合要求的整體美學(xué)印象，除各缺陷部位外也局部地裝飾一些沒(méi)有缺陷的部位。
8.按照上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，借助計(jì)算裝置通過(guò)由紋理的圖像數(shù)據(jù)克隆一個(gè)區(qū)域的方式測(cè)定一個(gè)待涂覆到缺陷部位上的色彩的圖像。
9.按照上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，計(jì)算裝置利用下列步驟遞推地測(cè)定一個(gè)仿造表面紋理的色彩-確定紋理的一個(gè)基準(zhǔn)部分，-相對(duì)于一個(gè)待重新確定的具有一個(gè)或多個(gè)像素的圖像元素，選擇先前已確定的像素的一個(gè)鄰域，-在基準(zhǔn)部分中尋找一個(gè)鄰域，該鄰域在色值方面如此程度地與待重新確定的圖像元素的鄰域的色值一致，以致對(duì)應(yīng)像素的色值的偏差小于一個(gè)預(yù)定的極限值，-在基準(zhǔn)部分中尋找在局部關(guān)系上相對(duì)于其所屬的鄰域與待重新確定的圖像元素一致的圖像元素，以及-然后將該圖像元素的色值在關(guān)于鄰域的相應(yīng)的部位上記錄到待確定的紋理圖像中。
10.按照上述權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，將來(lái)自缺陷部位的鄰域的現(xiàn)存紋理外插到缺陷部位的區(qū)域內(nèi)，其中從除缺陷部位的區(qū)域外還包括具有尚存紋理的鄰接區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)出發(fā)，并且在確定色彩的一個(gè)待重新測(cè)定的圖像區(qū)域的鄰域的色值時(shí)，將這些紋理區(qū)域一起包括到鄰域內(nèi)，以便然后從基準(zhǔn)部分尋找適合于這個(gè)在缺陷部位旁邊尚存的紋理的圖像元素，并且記錄到待涂覆的色彩的圖像上。
11.用于修復(fù)在平面物品的有紋理的表面內(nèi)的缺陷部位的自動(dòng)修補(bǔ)設(shè)備，包括下列裝置-至少一個(gè)圖像生成掃描器，用于錄制有紋理的表面的一個(gè)典型數(shù)字圖像，-一個(gè)計(jì)算裝置，該計(jì)算裝置連接到圖像生成掃描器上，從而圖像生成掃描器的圖像數(shù)據(jù)可以傳送到計(jì)算裝置并且由該計(jì)算裝置進(jìn)行評(píng)價(jià)，其中計(jì)算裝置為此安排成由接收的圖像數(shù)據(jù)檢測(cè)一個(gè)缺陷部位的至少位置、優(yōu)選還有尺寸和/或形狀，以及根據(jù)圖像數(shù)據(jù)檢測(cè)表面紋理，特別是在缺陷部位的鄰域中的表面紋理，并且測(cè)定一種仿造表面紋理的色彩，-一個(gè)與計(jì)算裝置連接的自動(dòng)修補(bǔ)裝置，該修補(bǔ)裝置修補(bǔ)缺陷部位并且與計(jì)算裝置連接而且由計(jì)算裝置根據(jù)由計(jì)算裝置測(cè)定的缺陷部位的位置坐標(biāo)、必要時(shí)還有測(cè)定的形狀和 /或尺寸的數(shù)據(jù)進(jìn)行控制，以及-一個(gè)裝飾裝置，該裝飾裝置同樣與計(jì)算裝置連接，以便受控地通過(guò)計(jì)算裝置將先前由計(jì)算裝置測(cè)定的、仿造表面紋理的色彩涂覆到修補(bǔ)的缺陷部位上。
12.按照上述權(quán)利要求所述的自動(dòng)修補(bǔ)設(shè)備，其特征在于，通過(guò)下列單元傳送并處理待自動(dòng)修補(bǔ)的面a)通過(guò)利用至少一個(gè)適用于探測(cè)缺陷部位的圖像生成掃描器，該圖像生成掃描器利用一個(gè)計(jì)算單元和一個(gè)圖像評(píng)價(jià)程序探測(cè)缺陷部位并且測(cè)定其形狀和位置以及用于自動(dòng)修復(fù)所需要的信號(hào)，b)通過(guò)至少一個(gè)另外的、優(yōu)選彩色的圖像生成掃描器，該圖像生成掃描器利用計(jì)算單元和一個(gè)圖像評(píng)價(jià)程序測(cè)定利用自動(dòng)圖像評(píng)價(jià)描述的用于整體美學(xué)印象、特別是用于圖案的整體顏色印象和視覺(jué)印象的特征，c)一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸裝置，該數(shù)據(jù)傳輸裝置將缺陷部位的部位和形狀信息從按a)的計(jì)算單元向按b)的計(jì)算單元轉(zhuǎn)送，d)自動(dòng)修補(bǔ)設(shè)備，具有至少一個(gè)可數(shù)字定位的單元，用于修復(fù)缺陷部位，e)裝飾裝置，具有至少一個(gè)可數(shù)字定位的和可電子控制的裝飾單元，用于用美學(xué)圖案裝飾修復(fù)的缺陷部位，所述圖案由按b)的計(jì)算單元測(cè)定。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于修補(bǔ)具有天然圖案的面特別是木板的自動(dòng)系統(tǒng)，其中在自動(dòng)識(shí)別和通過(guò)填料或暗銷(xiāo)接合修補(bǔ)缺陷部位之后通過(guò)一個(gè)數(shù)字控制的裝飾過(guò)程特別是一種噴墨印刷技術(shù)局部裝飾反感可見(jiàn)的修補(bǔ)部位。在這種情況下，除適用于識(shí)別缺陷部位的圖像發(fā)送器外還由一個(gè)特別是彩色的掃描器按圖像檢測(cè)所述板。從板的整體色彩和結(jié)構(gòu)特征以及每一單個(gè)缺陷區(qū)域的局部的色彩和結(jié)構(gòu)特征自動(dòng)地導(dǎo)出待施加的局部的裝飾圖案，該裝飾圖案可使缺陷部位本身變成不再是可見(jiàn)的并且不僅局部地而且整體地給予板一種符合要求的美學(xué)外觀。
文檔編號(hào)B27G1/00GK102159368SQ200980137012
公開(kāi)日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2009年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月22日
發(fā)明者R·馬森 申請(qǐng)人:堡盟創(chuàng)新技術(shù)股份公司