一种基于图像分割的自动着色方法与着色装置制造方法
【专利摘要】一种基于图像分割的自动着色方法与着色装置，属于物体着色【技术领域】。本发明把摄像系统和喷笔装置置于载物台的上端，光照系统置于生产环境中，并分别连接于主控计算机，将物体放置于载物台并按下开始按钮装置即开始工作，主控计算机对摄像系统得到的图像进行处理，并将得到的结果传输给喷笔装置进行自动着色，整个过程只需人为把物体放置于载物台由计算机控制进行自动着色，为全自动过程，减少了用户的交互操作，实施起来相当简便，大大减少了图像处理的时间，提高了着色准确性和着色的效率，该方法属于自动选择性上色，大大减轻了劳动强度，节省了大量的工本费，效率高、精度高、操作简单、又能嵌入到主控系统中使用，适于推广应用。
【专利说明】一种基于图像分割的自动着色方法与着色装置
【技术领域】
[0001] 本发明属于物体着色【技术领域】，具体涉及一种集自动控制、数字设备制造及图像 处理与一体的用于标识、标牌、徽章、纪念币等物体的基于图像分割的自动着色方法与着色 装直。
【背景技术】
[0002] 工业生产中物体的着色一直是一个重要的环节。像标识、标牌、徽章、纪念币等物 体的着色需要耗费大量的人力物力。低效率高成本的着色装置不仅会影响企业的生产效 率，也严重影响到企业的生产成本与利润。
[0003] 传统的着色方法大都基于用户交互实现，主要靠人用工具来实现物体的上色，也 有一些自动着色的装置但是需要大量的人为操作，对物体的放置位置有很高的要求，其着 色精度低，效率十分低下。如何设计一个速度快，省漆料，精度高的自动着色装置成为一个 技术难题。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提出一种集自动控制、数字 设备制造及图像处理与一体的用于标识、标牌、徽章、纪念币等物体的基于图像分割的自动 着色方法与着色装置。
[0005] 所述的一种基于图像分割的自动着色方法，其特征在于包含如下步骤： 1) 把需要着色物体放置于生产环境中的载物台上； 2) 在生产环境中安装摄像系统、光照装置及喷笔装置，并将摄像系统、光照装置及喷笔 装置分别连接于主控计算机； 3) 把需要着色物体彩色图像模板输入主控计算机保存； 4) 根据生产环境的情况调整光照装置的光照亮度，使需要着色物体拍摄图像具有良好 的辨识度，用摄像系统拍摄需要着色物体的照片； 5) 将步骤4)摄像系统拍摄的照片输入主控计算机内，主控计算机根据联动机制，与步 骤3)的彩色图像模板对比，开始对摄像系统拍摄的照片进行图像处理并输出坐标及颜色参 数； 6) 喷笔装置根据步骤5)中主控计算机输出的坐标及颜色参数选择对应的颜色对需要 着色物体的相应部位进行自动着色； 7) 着色完成后反馈给王控计算机，完成着色； 8) 重复步骤1) -7)，进行下一个物体的着色，着色完成后关闭各装置。
[0006] 所述的一种基于图像分割的自动着色方法，其特征在于 步骤4)中所述的光照装置的光照强度有3档，分别为低、中、高3档，白天室内光照度 足够，设置为1档；阴天光照度不足，设置为2档；黑夜，则设置为3档。
[0007] 所述的一种基于图像分割的自动着色方法，其特征在于步骤5)中对照片进行图像 处理方式如下： 1) 先将步骤4)拍摄得到的图像进行灰度化处理得到灰色图像，然后利用均值漂移算 法，对灰色图像依照彩色图像模板进行分割，得到需要进行着色的区块； 2) 将灰色图像T (TK，Te，TB)和彩色模板图像K (KK，Ke，KB)分别从RGB色彩空间转换 至Ια β色彩空间，转换后的灰色图像为Τ (?\，Τα，Te)，转换后的彩色模板图像为K (I， Κα，Κ0)，?\、&分量按计算公式（1)计算，Τα，Κ α分量按计算公式（2)计算，Te，Ke分量按 公式（3)计算：
【权利要求】
1. 一种基于图像分割的自动着色方法，其特征在于包含如下步骤： 1) 把需要着色物体放置于生产环境中的载物台（5)上； 2) 在生产环境中安装摄像系统（2)、光照装置（3)及喷笔装置（4)，并将摄像系统（2)、 光照装置（3 )及喷笔装置（4)分别连接于主控计算机（1); 3) 把需要着色物体彩色图像模板输入主控计算机（1)保存； 4) 根据生产环境的情况调整光照装置（3)的光照亮度，使需要着色物体拍摄图像具有 良好的辨识度，用摄像系统（2)拍摄需要着色物体的照片； 5) 将步骤4)摄像系统（2)拍摄的照片输入主控计算机（1)内，主控计算机根据联动机 制，与步骤3)的彩色图像模板对比，开始对摄像系统（2)拍摄的照片进行图像处理并输出 坐标及颜色参数； 6) 喷笔装置（4)根据步骤5)中主控计算机（1)输出的坐标及颜色参数选择对应的颜 色对需要着色物体的相应部位进行自动着色； 7) 着色完成后反馈给王控计算机（1 )，完成着色； 8) 重复步骤1) -7)，进行下一个物体的着色，着色完成后关闭各装置。
2. 根据权利要求1所述的一种基于图像分割的自动着色方法，其特征在于 步骤4)中所述的光照装置（4)的光照强度有3档，分别为低、中、高3档，白天室内光 照度足够，设置为1档；阴天光照度不足，设置为2档；黑夜，则设置为3档。
3. 根据权利要求1所述的一种基于图像分割的自动着色方法，其特征在于 步骤5)中对照片进行图像处理方式如下： 1) 先将步骤4)拍摄得到的图像进行灰度化处理得到灰色图像，然后利用均值漂移算 法，对灰色图像依照彩色图像模板进行分割，得到需要进行着色的区块； 2) 将灰色图像T (TK，Te，TB)和彩色模板图像K (KK，Ke，KB)分别从RGB色彩空间转换 至Ια β色彩空间，转换后的灰色图像为Τ (?\，Τα，Te)，转换后的彩色模板图像为K (I， Κα，Κ0)，?\、&分量按计算公式（1)计算，Τα，Κ α分量按计算公式（2)计算，Te，Ke分量按 公式（3)计算：
其中，/表示亮度，它的值域是0到100, σ表示从洋红色至绿色的范围，，表示从黄 色至蓝色的范围，值域都是+127至-128,其中+127 σ是红色，-128 σ是绿色，+127,是 黄色，-128 Α是蓝色，所有颜色就以这三个值交互变化所表示； 由于本研究方法是用亮度来进行匹配，为避免匹配上的错误，必须对彩色图像进行亮 度重映射，调整其亮度，公式为：
公式中，K~是彩色模板图像处理后的亮度值；μ〇)和σ〇)分别为图像所有像素的平 均值和标准差，*为或& ; 对步骤1)中得到的需要进行着色区块中的每一点，在彩色图像模板中搜索能与之匹配 的点，通过下面公式进行匹配：
（i，j)、I\ (i，j)分别为公式（4)和公式（1)计算出来的、?\值，（i，j)为相应值 所在的坐标点，如果t < 0. 05,则把匹配的坐标点（i, j)和该点的Κα, Ke作为颜色参数输 出。
4. 一种如权利要求1所述的基于图像分割的自动着色方法所用的着色装置，其特征在 于所述的着色装置包括摄像系统（2)、光照装置（3)及喷笔装置（4)、主控计算机（1)及载物 台（5)，所述的摄像系统（2)及喷笔装置（4)分别设于载物台（5)的上端，摄像系统（2)、光 照装置（3 )及喷笔装置（4)分别连接主控计算机（1 )，光照装置（3 )置于生产环境中并连接 到主控计算机（1)，根据环境的变化，光照装置（3)调整不同的亮度，使拍摄的物体图像具 有良好的辨识度，摄像系统（2)拍摄物体图像后传输到主控计算机（1 )，主控计算机（1)进 行处理后输出控制信号到喷笔装置（4)进行对要着色物体自动着色。
5. 如权利要求4所述的基于图像分割的自动着色方法所用的着色装置，其特征在于所 述的主控计算机（1)通过I/O 口连接摄像系统（2)、光照装置（3)及喷笔装置（4)。
【文档编号】B41J29/38GK104044352SQ201410272213
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年6月18日 优先权日:2014年6月18日
【发明者】姚明海, 章国琼, 王宪保, 王辛刚, 何文秀 申请人:浙江工业大学