一種用于激光彩色打標(biāo)的圖像處理方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及激光打標(biāo)技術(shù)以及模糊數(shù)學(xué)領(lǐng)域，特別涉及一種用于激光多彩打標(biāo)的圖像處理方法。該方法包括如下步驟：首先讀取圖像，將圖像的顏色值從RGB色彩空間轉(zhuǎn)換到HSV色彩空間；然后對(duì)圖像進(jìn)行降噪處理：對(duì)圖像的飽和度分量S和亮度分量V采用中值濾波和基于邊緣提取的降噪算法；根據(jù)圖像的色調(diào)信息H進(jìn)行局部閥值分割與區(qū)域合并；再將圖像由HSV顏色空間轉(zhuǎn)換到RGB空間，得到最終的彩色分割圖像；根據(jù)分割后的圖像進(jìn)行分區(qū)域激光掃描，得到標(biāo)刻圖像。本發(fā)明的方法能夠很好的識(shí)別圖像或者照片的色彩信息，并對(duì)圖像進(jìn)行分割以及區(qū)域劃分，使得激光彩色打標(biāo)在圖像上的應(yīng)用更加廣泛，更容易實(shí)現(xiàn)，具有很好的魯棒性。
【專利說明】一種用于激光彩色打標(biāo)的圖像處理方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及激光打標(biāo)技術(shù)以及模糊數(shù)學(xué)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于激光多彩打標(biāo) 的基于模糊數(shù)學(xué)理論的圖像處理方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 激光打標(biāo)技術(shù)是激光加工中的重要組成部分，激光打標(biāo)的許多獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)是其它標(biāo) 刻技術(shù)所不能企及的。激光打標(biāo)是利用高能量密度的激光對(duì)工件進(jìn)行局部照射，使表層材 料汽化或發(fā)生顏色變化的化學(xué)反應(yīng)，從而留下永久性標(biāo)記、商標(biāo)的一種打標(biāo)方法。激光打標(biāo) 可以打出各種文字、符號(hào)和圖案等，字符大小可以從毫米到微米量級(jí)，這對(duì)產(chǎn)品的防偽有特 殊的意義。
[0003] 激光多彩打標(biāo)是一種新型的激光打標(biāo)技術(shù)，可以標(biāo)刻出至少6種不同的顏色；這 樣使得標(biāo)刻出的圖形或文字更加美觀、漂亮。
[0004] 現(xiàn)有的激光多彩打標(biāo)思想是對(duì)一副多彩的圖像根據(jù)不同的顏色劃分區(qū)域，每個(gè)區(qū) 域都被囊括在一條封閉的曲線內(nèi)，針對(duì)各個(gè)區(qū)域采用不同的工藝參數(shù)來實(shí)現(xiàn)，即對(duì)每個(gè)區(qū) 域進(jìn)行激光掃描，掃描所用到的參數(shù)根據(jù)區(qū)域的顏色來確定。因此，彩色圖像的研究也成為 激光多彩打標(biāo)領(lǐng)域的一項(xiàng)重要的技術(shù)同時(shí)也是一項(xiàng)艱難的技術(shù)。
[0005] 在對(duì)圖像的研究和應(yīng)用中，人們往往只對(duì)圖像中的某部分感興趣。這些部分常被 稱作目標(biāo)或前景（其它部分稱為背景）。它們一般對(duì)應(yīng)圖像中特定的具有獨(dú)特性質(zhì)的區(qū)域。 為了辨識(shí)和分析目標(biāo)，需要將這些區(qū)域分離提取出來。圖像分割是指把圖像分成各具特性 的區(qū)域并提取出感興趣目標(biāo)的技術(shù)和過程。彩色圖像分割是按照彩色圖像的色彩規(guī)則將 一副圖像分成若干個(gè)部分或子集，將圖像中有意義的特征或需要應(yīng)用的特征提取出來。在 圖像工程中，無論是中層的圖像分析，還是高層的圖像理解，都需要先對(duì)原彩色圖像進(jìn)行分 害I]，將原始圖像分割為不同的部分，再對(duì)不同的部分提取特征，最后進(jìn)行處理分析。所以圖 像分割的是否合適以及分割的質(zhì)量對(duì)后續(xù)的工作均有直接的影響，因此彩色圖像分割在彩 色圖像工程中具有重要的意義。
[0006] 然而由于設(shè)備、工藝以及軟件算法等多方面的限制，目前的激光多彩打標(biāo)只能對(duì) 由簡(jiǎn)單線條簡(jiǎn)單色彩組成的圖像有較好的分區(qū)及標(biāo)刻效果。對(duì)于一副256色真彩圖像或者 照片的激光多彩打標(biāo)還不能實(shí)現(xiàn)，原因有二：一是因?yàn)槟壳暗牟噬驑?biāo)工藝還不能實(shí)現(xiàn)這 么多色彩的標(biāo)刻；二是因?yàn)榇驑?biāo)軟件也不能較好的對(duì)真彩圖像進(jìn)行識(shí)別及分區(qū)操作。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種用于激光多彩打標(biāo)的真 彩圖像處理方法。該方法具有更加優(yōu)良的彩色圖像分割效果，并且易于實(shí)時(shí)性的實(shí)現(xiàn)。
[0008] 本發(fā)明的方法通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種用于激光彩色打標(biāo)的圖像處理方法， 包括以下步驟：
[0009] ( -）讀取圖像，將圖像的顏色值從RGB色彩空間轉(zhuǎn)換到HSV色彩空間；
[0010] (二）對(duì)圖像進(jìn)行降噪處理：對(duì)圖像的飽和度分量S和亮度分量V采用中值濾波 和基于邊緣提取的降噪算法；
[0011] (三）根據(jù)圖像的色調(diào)信息Η進(jìn)行局部閥值分割與區(qū)域合并；
[0012] (四）再將圖像由HSV顏色空間轉(zhuǎn)換到RGB空間，得到最終的彩色分割圖像；
[0013] (五）根據(jù)分割后的圖像進(jìn)行分區(qū)域激光掃描，得到標(biāo)刻圖像。
[0014] 具體的，所述步驟（一）中，將降噪后的圖像的顏色值從RGB色彩空間轉(zhuǎn)換到HSV 色彩空間的具體步驟是：
[0015] HSV色彩空間的色調(diào)（Hue)、飽和度（Saturation)和亮度（Value)可以由RGB色 彩空間的R、G、B值根據(jù)下述公式得到：

【權(quán)利要求】
1. 一種用于激光彩色打標(biāo)的圖像處理方法，包括以下步驟： (一） 讀取圖像，將圖像的顏色值從RGB色彩空間轉(zhuǎn)換到HSV色彩空間； (二） 對(duì)圖像進(jìn)行降噪處理：對(duì)圖像的飽和度分量S和亮度分量V采用中值濾波和基 于邊緣提取的降噪算法； (三） 根據(jù)圖像的色調(diào)信息Η進(jìn)行局部閥值分割與區(qū)域合并； (四） 再將圖像由HSV顏色空間轉(zhuǎn)換到RGB空間，得到最終的彩色分割圖像； (五） 根據(jù)分割后的圖像進(jìn)行分區(qū)域激光掃描，得到標(biāo)刻圖像。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于激光彩色打標(biāo)的圖像處理方法，其特征在于，所述 步驟（一）中將圖像的顏色值從RGB色彩空間轉(zhuǎn)換到HSV色彩空間根據(jù)下述公式來完成：
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于激光彩色打標(biāo)的圖像處理方法，其特征在于，色調(diào) 信息Η的范圍為0°?360°，飽和度S和亮度V的范圍為0?1。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于激光彩色打標(biāo)的圖像處理方法，其特征在于，所述 步驟（三）中根據(jù)Η進(jìn)行局部閥值分割與區(qū)域合并的具體步驟是： 1) 依據(jù)激光彩色打標(biāo)可以實(shí)現(xiàn)的紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫以及黑、白、灰色標(biāo)刻，將Η劃 分為十個(gè)區(qū)間； 2) 設(shè)定每一個(gè)區(qū)間Η的門限值，提取圖像中每個(gè)區(qū)間相應(yīng)顏色的像素點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)分 割； 3) 通過選取計(jì)算圖像某區(qū)域?qū)ο蟮奶卣髦祦磉M(jìn)行區(qū)域?qū)ο蟮暮喜?，其具體步驟如下： (1) 計(jì)算某區(qū)域D對(duì)象的均值和方差：
其中：是在圖像（i，j)位置上像素的色調(diào)、亮度和飽和度值； (2) 計(jì)算與該區(qū)域?qū)ο笙噜彽膶?duì)象S的均值與方差，則對(duì)象D和對(duì)象S之間的相似程度 為：
其中：^和〇s分別為區(qū)域D對(duì)象和區(qū)域S對(duì)象的方差。若Q大于閥值0.5,則將區(qū)域 對(duì)象D和區(qū)域?qū)ο骃進(jìn)行合并；否則，不進(jìn)行合并； (3) 計(jì)算合并后對(duì)象的均值，判斷該均值在哪一塊顏色區(qū)間內(nèi)，將該顏色設(shè)為該區(qū)域?qū)?象的彩色空間分量值； (4) 重復(fù)上述過程直至圖像處理完畢。
【文檔編號(hào)】G06T7/40GK104143199SQ201410377548
【公開日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2014年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月25日
【發(fā)明者】李芷萱, 邢飛, 孟繁霖, 武艷美 申請(qǐng)人:南京中科神光科技有限公司