印花成本预算软件系统设计.pdf

2 0 0 9 “中国轻纺城”中国印染行业协会印花技术专业委员会年会暨绿色印花新技术、新产品交流会印花成本预算软件系统设计李辉张人龙黄国光摘要：随着纺织工业的发展，数码印花以其个性化、小批量、多品种、高精细、快交货、低污染、艺术独特，正日益受到人们的重视，目前在高档的消费巾．场，如高档时装、高档面料、工艺礼品、旅游饰品、丝巾、领带等产品的印花中崭露头角，成为发展最快的一种印花方式随之而来的印花成本预算却成为行业的一个难题，为了对印花成本做到精确预算，本文提供一种新方法并设计了印花成本预算软件系统以M A T L A B 为开发平台、以印花布料为样本，采用C C D 相机作为主要设备获取印花图像，对印花图像转换和数字化，基于离散C o n t o u r l e t 变换和离散平稳小波变换对印花图像进行噪声去除和图像清晰化处理；采用离散C u r v e l e t 变换提取印花的边缘图像，并进一步计算印花的尺寸、面积与颜色百分比最后，应用G u i d e 设计了一个友好的操作界面，自主研发出这套实用的印花成本预算软件系统，能够实现智能化计算布料印花的面积、各颜色所占面积及百分比，最后用面积乘以厚度得到油墨用量进而得到印花成本，为数码喷墨技术在印花行业的发展提供一定的促进作用。

1 引言数码印花技术是将印花图案通过数字形式输入计算机，经编辑处理，再由计算机控制喷头把染液直接喷射到纺织品上，形成纺织品印花它是一种全新的印花方式，是印花技术的又一次重大革命，也是未来印花发展的方向数码喷墨印花与传统印花方式完全不同，它不需要制版，省略了传统印花所需的描稿、制片、制网版、配色调浆、刮印等工艺；省略了传统印花所需的制网版设备、涂布机、晒版机、烘房等设备；省略了传统印花所需的丝网、镍网、辊筒等耗材：数码印花不受套色、花围等限制，产品印制精美，能生产出传统印花无法达到的精美的印花效果和艺术效果，诸如各类国画、油画、水彩画、水粉画、人物画等数码喷墨印花广阔的市场前景对花成本的预算提出了新的要求，在这种情况下，本文开发的印花成本预算软件系统将会得到广泛的应用和发展空间2 印花成本预算软件系统的原理系统借助C C D 获取印花布料的图像，然后对该图像做灰度转换、对比度增强、图像锐化、图像去噪和图像二值化等一系列图像预处理之后，再对图像边缘检测、图像分割处理，得到印花部分图像，采用累加的方式算出总的印花面积，并且算出该部分占全部布料的百分比，同时在对应的印花区域将各种颜色值所占面积分别通过累加的方式求出，然后计算它们在整个印花区域中的比例，最后用这些面积值分别乘以厚·3 2 9 ．! ! ! ! ：! ! ! ! ! ：! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 堡! ! ! ! ! ! ! ! ! ：! ! ! 兰! ! ———一度得到所需墨的晕，从而得到该布料的印花成本。

3 测试及处理过程3 1 图像的灰度转换咀c c D 为获取闺像的设备，挟取的阁像为彩色陶像，如吲l 所小借用～I A T I ^ B 强人的图像处理功能将它转化为灰度图像，如刚2 所示图1 原彩色图像图2 灰度图像32 图像对比度增强图像的增强技术通常有两类方法：空问域法和额率域法我们采用空间域法．在空间域中对嘲像像素灰度值直接进行运算处理3 ．3 图像的锐化对图像进行锐化处理使模糊的图像变得更加清晰起来图像锐化般有两种打法：一种是微分法，另外种是高通滤波法后者的工作原理和低通滤波相似微分锐化包括：梯度锐化和拉普拉斯锐化我们采用梯度锐化，如图3 所示34 图像去噪对经过傅立叶变换的图像町以通过低通滤波滤除噪声，常用B u t t e r w o r t h 低通滤波器，一个n 阶、截断频率为的二维巴特沃斯低通滤波器的转移函数为：1H ‘⋯’2 可丽而它在高、低频率问的过度比较光滑，振铃效应不明显，其图像边缘的模糊程度可以大大减轻去噪后的图像如图4 所示35 图像的二值化对图像进行_ 值化处理将它转化为只有两级灰度的图像，采用阈值判定法给定一个闽值，当扳度图像中像素点的亮度大干该值时．把像素点设置成为黑色，否则设为白色。

．3 3 0 ．2 0 0 9 “中国轻纺城”中国印染行业协会印花技术专业委员会年会暨绿色印花新技术、新产品交流会这样图像上的所有点的灰度值只有两种可能，不为“0 ”就为“2 5 5 ”，也就是使整个图像呈现出明显的黑白效果，如图5 所示3 ．6 图像的边缘初步检测R o b e r t s 边缘检测算子利用局部差分算子寻找边缘的算子由下式给出：g ( X ，Y ) = { [ f ( x ，Y ) - f ( x + l ，y + 1 ) ] 2 + [ f ( X ，Y ) - f ( x + l ，y + 1 ) ] 2 } v 2其中是具有整数像素坐标的输入图像，平方根运算使该处理类似于在人类视觉系统中发生的过程边缘检测后得到的图像，如图6 所示3 ．7 图像的分割图像分割就是指把图像分成各具特性的区域并提取出感兴趣目标的技术和过程这里的特性可以是像素的灰度、颜色、纹理等，预先定义的目标可以对应单个区域，也可以对应多个区域图像分割效果如图7 所示图像分割是由图像处理进到图像分析的关键一方面它是目标表达的基础，对特征测量有重要影响，另一方面，因为图像分割及其基十分割的目标表达、特征提取和参数测量等将原始图像转化为更抽象更紧凑的形式，使得更高层次的图像分析等成为可能。

3 ．8 轮廓提取与轮廓跟踪对于多物体的图像，采用轮廓提取和轮廓跟踪获得图像的外部轮廓特征首先找到最左下方的边界点以这个边界点起始，假设已经沿顺时针方向环绕整个图像一圈找到了所有的边界点由于边界是连续的，所以每一个边界点都可以用这个边界点对前一个边界点所张的角度来表示因此可以使用下面的跟踪准则，从第一个边界点开始，定义初始的搜索方向为沿左上方；如果左上方的点是黑点，则为边界点，否则搜索方向顺时针旋转4 5 这样一直到找到第一个黑点为止然后把这个黑点作为新的边界点，在当前搜索方向的基础上逆时针旋转9 0 继续用同样的方法继续搜索下一个黑点，直到返回最初的边界点为止3 ．9 图像特征提取‘需要提取的图像特征有：面积、周长、弧度、颜色( R G B ) 1 ) 印花总面积S ：图像中的区域面积S 可以用同一区域内像素的个数总和通过累加的方式来表示 2 ) 布料总面积S ’：获取图像尺寸( m ，n ) ，则S ’= m X n 3 ) 印花比例：印花总面积S 除以布料总面积S ’乘以1 0 0 ％得到 4 ) 各色印花面积：对应的印花区域各种颜色值像素的个数总和通过累加的方式实现 5 ) 不同颜色使用程度：各色印花面积分别和印花总面积的比值，由此可以反映不同颜色所占比重。

6 ) 印花成本计算：各印花面积乘以印花厚度即可得到所需油墨的量，在己知油墨价格的情况下，可得到印花成本3 ．1 0 界面设计M a t l a b 7 ．4 版本以后界面设计功能有了较大改善，达到了V B 、C + + 等传统界面设计软件的水平，为了便于和源程序的无缝连接，我们选用了M a t l a b 的G u i 设计系统界面，如图8 所示系统运行后效果如图9．3 3 1 —2 0 0 9 “中l q 轻纺城”c | 1 同印染nq k 悱☆印花技术# q k 委越会年会锰绿色Ⅲ托新技术、新J “∞交％含所j 、图3 锐化后所得到的图像图4 去噪后的图像图5 二值化后的图像图6 边缘检测图像圈70 R 运算分割后图像图8 系统界面设计图9 系统运行效果4 结果分析通过对同一印花布料多次预算井对结粜进行分析．发现实验结果的差别较小，说明系统较为稳定对2 0 0 9 “中国轻纺城”中国印染行业协会印花技术专业委员会年会暨绿色印花新技术、新产品交流会多种不同印花布料的预算分析并与实际测量结果对照，发现存在一定的误差，误差达到1 ．5 ％，误差的产生主要有以下几种原因：首先，由于研究经费的限制，C C D 摄像头像素不够高使得拍出来的实物照片不够清晰，对后续处理工作造成一定的误差；其次，在算法中利用二维连续傅立叶变换虽具有一定的降噪能力，但不能将噪音完全抑制掉，这样，将造成目标的所处区域的提取准确度，这直接影响目标图象旋转角度及缩放倍率的计算精度。

最后，在区域分割时，对于目标与目标之间存在连通或重叠的关系，本算法尚不能将各目标分离并进行有效的识别系统对程序做了进一步完善，对图片精细处理并经过一定的修正，使误差降到1 ％以下5 总结经过长时间的努力和实验，该系统能够成功运用计算机对印花布料的印花成本进行快速预算本系统没有能够得到1 0 0 ％的预算准确率，这与人类的视觉识别机制相比还有较大的差距如何缩小这种差距，将是该领域的长期努力目标本文所提出的预算方法，能够在一定程度上解决印花成本预算的通用性问题，但还有许多方面应加以改进例如，利用D S P 实现上述方法，开发出一套实时印花成本预算软件平台，并与C C D 配合以检验本项目的性能可能会更好．．3 3 3 ．。