專利名稱：一種裁剪樣板數(shù)字化的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字圖像處理領(lǐng)域，尤其涉及一種裁剪樣板數(shù)字化的方法。
背景技術(shù)：
在服裝，家具，及其他工藝品制造行業(yè)，裁剪樣板的作用十分重要，是裁剪和 縫制的重要依據(jù)，是生產(chǎn)技術(shù)管理的重要內(nèi)容。在數(shù)字圖像處理技術(shù)不斷發(fā)展的今天， 樣板的數(shù)字化管理已經(jīng)成為了可能。另外，隨著電腦自動(dòng)控制裁剪的普及，有必要把原 有的裁剪樣板轉(zhuǎn)化成電腦可讀的數(shù)字文件。由于裁剪樣板的形狀是不規(guī)則直線和曲線， 手工測(cè)量的方法無(wú)法準(zhǔn)確快速的錄入模板。市場(chǎng)上也沒有現(xiàn)成的設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種裁剪樣板數(shù)字化的方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是該裁剪樣板數(shù)字化的方法包括 如下步驟(1)對(duì)裁剪樣板數(shù)字化系統(tǒng)的攝像裝置進(jìn)行參數(shù)標(biāo)定，得到所述攝像裝置的內(nèi)部 參數(shù)，所述內(nèi)部參數(shù)包括成像參數(shù)和/或畸變參數(shù)；(2)利用攝像裝置對(duì)背景進(jìn)行成像，得到背景的原始圖像，利用步驟(1)所得到 的攝像裝置的內(nèi)部參數(shù)相應(yīng)地對(duì)所述背景的原始圖像進(jìn)行成像矯正和/或畸變矯正，得 到背景的矯正圖像；再對(duì)背景的矯正圖像進(jìn)行灰度化處理，獲得背景的灰度圖像；(3)將面積已知的平面基準(zhǔn)物置于步驟(2)所述的背景中，利用所述攝像裝置 對(duì)所述平面基準(zhǔn)物進(jìn)行成像，得到平面基準(zhǔn)物的原始前景圖像；利用步驟(1)所得到 的所述攝像裝置的內(nèi)部參數(shù)對(duì)所述平面基準(zhǔn)物的原始前景圖像進(jìn)行成像矯正和/或畸變 矯正，得到平面基準(zhǔn)物的矯正前景圖像；再對(duì)平面基準(zhǔn)物的矯正前景圖像進(jìn)行灰度化處 理，獲得平面基準(zhǔn)物的灰度前景圖像；對(duì)平面基準(zhǔn)物的灰度前景圖像和背景的灰度圖像 進(jìn)行差分運(yùn)算，得到去除背景后的平面基準(zhǔn)物的灰度圖像；對(duì)去除背景后的平面基準(zhǔn)物 的灰度圖像進(jìn)行二值化處理，得到平面基準(zhǔn)物的二值圖像；再獲取所述平面基準(zhǔn)物的 二值圖像的非零像素?cái)?shù)，然后利用以下公式(1)得到所述裁剪樣板數(shù)字化系統(tǒng)的像素當(dāng) 量，ε = S/M (1)公式(1)中，S為平面基準(zhǔn)物的面積，M為平面基準(zhǔn)物的非零像素?cái)?shù)，ε為裁 剪樣板數(shù)字化系統(tǒng)的像素當(dāng)量；(4)將裁剪樣板置于步驟(2)所述的背景中，利用所述攝像裝置對(duì)所述裁剪樣板 進(jìn)行成像，得到裁剪樣板的原始前景圖像；利用步驟(1)所得到的所述攝像裝置的內(nèi)部 參數(shù)相應(yīng)地對(duì)所述裁剪樣板的原始前景圖像進(jìn)行成像矯正和/或畸變矯正，得到裁剪樣 板的矯正前景圖像；再對(duì)裁剪樣板的矯正前景圖像進(jìn)行灰度化處理，獲得裁剪樣板的灰 度前景圖像；對(duì)裁剪樣板的灰度前景圖像和背景的灰度圖像進(jìn)行差分運(yùn)算，得到去除背景后的裁剪樣板的灰度圖像；對(duì)去除背景后的裁剪樣板的灰度圖像進(jìn)行二值化處理，得 到裁剪樣板的二值圖像；再獲取所述裁剪樣板的二值圖像的非零像素?cái)?shù)；(5)將所述裁剪樣板的二值圖像轉(zhuǎn)換為裁剪樣板的邊緣輪廓圖像；(6)根據(jù)所述裁剪樣板數(shù)字化系統(tǒng)的像素當(dāng)量，將裁剪樣板的邊緣輪廓圖像轉(zhuǎn)換 為裁剪樣板的矢量圖像。進(jìn)一步地，本發(fā)明所述裁剪樣板的邊緣輪廓圖像的輪廓線寬度為2個(gè)像素。進(jìn)一步地，本發(fā)明所述成像參數(shù)為水平方向焦距、垂直方向焦距、成像芯片相 對(duì)光軸水平偏移量和成像芯片相對(duì)光軸垂直偏移量，所述畸變參數(shù)為徑向畸變參數(shù)和/ 或切向畸變參數(shù)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明首次實(shí)現(xiàn)裁剪樣板的數(shù)字化， 自動(dòng)化程度高，精度高于手工測(cè)繪，能夠快速準(zhǔn)確的將裁剪樣板轉(zhuǎn)化成數(shù)字化文件，并 能夠用于電腦自動(dòng)控制裁剪。


圖1是用于實(shí)施本發(fā)明裁剪樣板數(shù)字化方法的一種裁剪樣板數(shù)字化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 示意圖。圖2是本發(fā)明對(duì)裁剪樣板數(shù)字化系統(tǒng)的攝像裝置進(jìn)行參數(shù)標(biāo)定時(shí)所使用的標(biāo)定 物的正面示意圖；圖3是本發(fā)明所用的背景的示意圖；圖4是平面基準(zhǔn)物的原始前景圖像；圖5是平面基準(zhǔn)物的二值圖像；圖6是裁剪樣板的原始前景圖像；圖7是裁剪樣板的二值圖像；圖8是裁剪樣板的邊緣輪廓圖像中某一邊緣上各點(diǎn)梯度的方向示意圖；圖中，1.攝像裝置，2.計(jì)算機(jī)，3.顯示屏，4.輸出設(shè)備，5裁剪樣板，6.背景， 7.平面基準(zhǔn)物。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，用于實(shí)施本發(fā)明方法的數(shù)字化系統(tǒng)一般包括攝像裝置1、計(jì)算機(jī) 2、顯示器3和輸出設(shè)備4。通常，攝像裝置1可為數(shù)碼攝像頭；輸出設(shè)備4可為打印機(jī) 等用于輸出測(cè)量結(jié)果的裝置。其中，攝像裝置1的后端與計(jì)算機(jī)2相連，顯示器3和輸 出系統(tǒng)4分別與計(jì)算機(jī)2相連。如圖1所示，本發(fā)明進(jìn)行工作時(shí)，背景6置于攝像裝置 1的視角范圍內(nèi)。以下舉例說(shuō)明本發(fā)明涉及一種裁剪樣板數(shù)字化的方法，具體步驟如下(1)對(duì)裁剪樣板數(shù)字化系統(tǒng)的攝像裝置1進(jìn)行參數(shù)標(biāo)定，得到攝像裝置1的內(nèi)部 參數(shù)。內(nèi)部參數(shù)包括成像參數(shù)和/或畸變參數(shù)。如圖2中所示，本實(shí)施例中，標(biāo)定物是一個(gè)邊長(zhǎng)為18厘米的正方形平面物體， 由16個(gè)邊長(zhǎng)為4.5厘米、黑白相間的小正方形組成。使用攝像裝置1對(duì)標(biāo)定物進(jìn)行5至 10次不同角度的取像，通過(guò)讀取和分析每一幅圖像中的黑白小正方形相交點(diǎn)的相對(duì)位置和方向，并與標(biāo)定物上已知的黑白小正方形相交點(diǎn)的相對(duì)位置和方向進(jìn)行對(duì)比，得到數(shù) 碼攝像頭的內(nèi)部參數(shù)如下水平方向焦距fx = 830.0，垂直方向焦距fy = 885.0，成像芯片相對(duì)光軸水平偏移量cx = 230.0，成像芯片相對(duì)光軸垂直偏移量Cy = 45.0 ；數(shù)碼攝像頭的徑向畸變參數(shù)kl = -0.073，k2 = -0.1，，k3 = 0.0 ；數(shù)碼攝像頭的切向畸變參數(shù)pi = 0.0009, p2 = 0.0028。其中，水平方向焦距、垂直方向焦距、成像芯片相對(duì)光軸水平偏移量和成像芯 片相對(duì)光軸垂直偏移量為成像參數(shù)，徑向畸變參數(shù)、切向畸變參數(shù)為畸變參數(shù)。在以上步驟(1)中，如果所獲取的內(nèi)部參數(shù)僅為成像參數(shù)，則可以用于矯正攝 像裝置1中成像芯片的位置偏移所引起的圖像誤差；如果所獲取內(nèi)部參數(shù)僅為畸變參數(shù)，則可以用于矯正攝像裝置1中透鏡畸變所 引起的圖像失真；如果所獲取的畸變參數(shù)僅為徑向畸變參數(shù)，則可以用于矯正攝像裝置1中透鏡 徑向畸變所引起的圖像失真；如果所獲取的畸變參數(shù)僅為切向畸變參數(shù)，則可以用于矯正攝像裝置1中透鏡 切向畸變所引起的圖像失真；如果所獲取的畸變參數(shù)同時(shí)包括徑向畸變參數(shù)和切向畸變參數(shù)，則可以用于同 時(shí)矯正攝像裝置1中透鏡徑向畸變和切向畸變所引起的圖像失真；如果所獲取內(nèi)部參數(shù)同時(shí)包括成像參數(shù)和畸變參數(shù)，則可以用于同時(shí)矯正攝像 裝置1中成像芯片的位置偏移所引起的圖像誤差，透鏡徑向畸變和切向畸變所引起的圖
像失真。(2)利用攝像裝置1對(duì)背景6進(jìn)行成像，得到背景6的原始圖像。背景6的示意 圖如圖3所示，通常，背景6為一塊淺色或者白色的平板。利用步驟(1)所得到的攝像裝置1的內(nèi)部參數(shù)對(duì)背景6的原始圖像進(jìn)行相應(yīng)的矯 正，得到背景6的矯正圖像。矯正方法包括(a)投影變換矯正，(b)透鏡徑向畸變矯 正，(c)透鏡切向畸變矯正。(a)投影變換矯正如果由步驟(1)得到攝像裝置1的成像參數(shù)，則可對(duì)背景6的待投影變換矯正圖 像進(jìn)行矯正。所述待投影變換矯正圖像為未經(jīng)過(guò)矯正的背景6的原始圖像、或背景6的 已經(jīng)過(guò)方法(b)透鏡徑向畸變矯正的矯正圖像、或背景6的已經(jīng)過(guò)方法(c)透鏡切向畸變 矯正的矯正圖像，或背景6的已經(jīng)過(guò)方法(b)透鏡徑向畸變矯正和方法(c)透鏡切向畸變 矯正的矯正圖像。具體方法如下根據(jù)投影變換公式(3)，將背景6的待投影變換矯正圖像中的每一個(gè)坐標(biāo)為(X， Y，Z)的物理點(diǎn)Q映射到投影平面上的點(diǎn)q，q的坐標(biāo)為(x，y，w)。q = MQ(3)
■s-式(3)中q= y，為投影后的平面坐標(biāo)，w設(shè)為0 ；
權(quán)利要求
1.一種裁剪樣板數(shù)字化的方法，其特征是包括如下步驟(1)對(duì)裁剪樣板數(shù)字化系統(tǒng)的攝像裝置進(jìn)行參數(shù)標(biāo)定，得到所述攝像裝置的內(nèi)部參 數(shù)，所述內(nèi)部參數(shù)包括成像參數(shù)和/或畸變參數(shù)；(2)利用攝像裝置對(duì)背景進(jìn)行成像，得到背景的原始圖像，利用步驟(1)所得到的攝 像裝置的內(nèi)部參數(shù)相應(yīng)地對(duì)所述背景的原始圖像進(jìn)行成像矯正和/或畸變矯正，得到背 景的矯正圖像；再對(duì)背景的矯正圖像進(jìn)行灰度化處理，獲得背景的灰度圖像；(3)將面積已知的平面基準(zhǔn)物置于步驟(2)所述的背景中，利用所述攝像裝置對(duì)所述 平面基準(zhǔn)物進(jìn)行成像，得到平面基準(zhǔn)物的原始前景圖像；利用步驟(1)所得到的所述攝 像裝置的內(nèi)部參數(shù)對(duì)所述平面基準(zhǔn)物的原始前景圖像進(jìn)行成像矯正和/或畸變矯正，得 到平面基準(zhǔn)物的矯正前景圖像；再對(duì)平面基準(zhǔn)物的矯正前景圖像進(jìn)行灰度化處理，獲得 平面基準(zhǔn)物的灰度前景圖像；對(duì)平面基準(zhǔn)物的灰度前景圖像和背景的灰度圖像進(jìn)行差分 運(yùn)算，得到去除背景后的平面基準(zhǔn)物的灰度圖像；對(duì)去除背景后的平面基準(zhǔn)物的灰度圖 像進(jìn)行二值化處理，得到平面基準(zhǔn)物的二值圖像；再獲取所述平面基準(zhǔn)物的二值圖像的 非零像素?cái)?shù)，然后利用以下公式(1)得到所述裁剪樣板數(shù)字化系統(tǒng)的像素當(dāng)量，ε = S/M (1)公式(1)中，S為平面基準(zhǔn)物的面積，M為平面基準(zhǔn)物的非零像素?cái)?shù)，ε為裁剪樣 板數(shù)字化系統(tǒng)的像素當(dāng)量；(4)將裁剪樣板置于步驟(2)所述的背景中，利用所述攝像裝置對(duì)所述裁剪樣板進(jìn)行 成像，得到裁剪樣板的原始前景圖像；利用步驟(1)所得到的所述攝像裝置的內(nèi)部參數(shù) 相應(yīng)地對(duì)所述裁剪樣板的原始前景圖像進(jìn)行成像矯正和/或畸變矯正，得到裁剪樣板的 矯正前景圖像；再對(duì)裁剪樣板的矯正前景圖像進(jìn)行灰度化處理，獲得裁剪樣板的灰度前 景圖像；對(duì)裁剪樣板的灰度前景圖像和背景的灰度圖像進(jìn)行差分運(yùn)算，得到去除背景后 的裁剪樣板的灰度圖像；對(duì)去除背景后的裁剪樣板的灰度圖像進(jìn)行二值化處理，得到裁 剪樣板的二值圖像；再獲取所述裁剪樣板的二值圖像的非零像素?cái)?shù)；(5)將所述裁剪樣板的二值圖像轉(zhuǎn)換為裁剪樣板的邊緣輪廓圖像；(6)根據(jù)所述裁剪樣板數(shù)字化系統(tǒng)的像素當(dāng)量，將裁剪樣板的邊緣輪廓圖像轉(zhuǎn)換為裁 剪樣板的矢量圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種裁剪樣板數(shù)字化的方法，其特征是所述裁剪樣板的 邊緣輪廓圖像的輪廓線寬度為2個(gè)像素。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種裁剪樣板數(shù)字化的方法，其特征是所述成像參數(shù) 為水平方向焦距、垂直方向焦距、成像芯片相對(duì)光軸水平偏移量和成像芯片相對(duì)光軸垂 直偏移量，所述畸變參數(shù)為徑向畸變參數(shù)和/或切向畸變參數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種裁剪樣板數(shù)字化的方法，包括對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的攝像裝置進(jìn)行參數(shù)標(biāo)定得到其內(nèi)部參數(shù)；利用攝像裝置得到背景的原始圖像，并對(duì)圖像進(jìn)行成像矯正和/或畸變矯正、灰度化處理，獲得背景灰度圖像；將面積已知平面基準(zhǔn)物置于背景中，對(duì)平面基準(zhǔn)物成像，對(duì)圖像進(jìn)行成像矯正和/或畸變矯正、灰度化處理、差分運(yùn)算、二值化處理，獲取平面基準(zhǔn)物二值圖像的非零像素?cái)?shù)，得到測(cè)量系統(tǒng)像素當(dāng)量；將被測(cè)量物置于背景中，獲取被測(cè)量物二值圖像的非零像素?cái)?shù)；將裁剪樣板的二值圖像轉(zhuǎn)換為裁剪樣板的邊緣輪廓圖像；根據(jù)裁剪樣板數(shù)字化系統(tǒng)的像素當(dāng)量，將裁剪樣板的邊緣輪廓圖像轉(zhuǎn)換為裁剪樣板的矢量圖像。
文檔編號(hào)H04N5/232GK102013087SQ20101029860
公開日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2010年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月30日
發(fā)明者吳明暉, 應(yīng)晶, 張高燕, 彭彬, 朱勇, 柯海豐, 羅榮良 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)城市學(xué)院