[发明专利]一种过程式计算机辅助乱针绣制作方法

说明书

本发明公开了一种过程式计算机辅助乱针绣制作方法，包括：步骤1，采用图像分割和区域矢量场提取方法提取输入的彩色图像不同的对象区域、区域矢量场；步骤2，根据乱针绣的特点建立包括单根绣线、单个交叉针数字化针法模型；步骤3，对每个对象区域的内部和边缘生成单层针迹，对于区域内部生成绣线分布均匀且能表现区域纹理方向的区域针迹，对于区域边缘生成能表现对象结构的拟合针迹，对所有对象区域执行上述操作得到最终的针迹序列；步骤4，计算每个对象区域的覆盖率，判断当前覆盖率是否达到指定要求，如果没有，则更新参数，继续生成针迹，否则结束当前区域的针迹生成；步骤5，将针迹序列的坐标转换为电脑刺绣机的坐标。

技术领域

本发明属于计算机图像处理与计算机图形学技术领域，尤其涉及一种过程式计算机 辅助乱针绣制作方法。

背景技术

乱针绣是我国现代新兴刺绣艺术，其以针法活泼，线条流畅，层次感强的独特风格驰名中外。乱针绣运针自如，施展空间大，一改传统刺绣针法“密接其针，排比其线” 的方法，而采用纵横交叉、长短不一、疏密重叠、灵活多变的针法刺绣出来的立体画面， 实现“画理”和“绣理”的有机结合，将摄影、油画和素描等视觉稿本再现成具有独特 线条美和立体感的刺绣艺术作品。然而乱针绣目前主要依靠手工创作，从业人员学习周 期长，因此为用户提供模拟乱针绣绣制过程的软件对保护和推广该技艺有重要的意义。

尽管大量工作针对刺绣针迹生成问题展开了研究，它们主要集中在传统刺绣上，如 文献1，李俊,张华,王崇骏：智能化刺绣CAD系统中的工作流技术研究.计算机科 学,2005,32(3):97-100.所述的日本的Tajima、德国的ZSK、美国的Wilcom等刺绣打版 系统，往往需要人工交互编辑每个针迹的坐标序列，且生成的针迹排布规整，仅能处理 简单的图案。

而乱针绣制作过程特点主要包括如下几点：1.针针交叉，绣线相互交错；2.单层针迹生成，乱针绣对区域与边缘使用不同的绣制策略；3.分层叠加，乱针绣绣制过程中是 层层细化的，上层使用更细更短的线条，如在绣制鹰的过程中，会先绣制前景鹰和背景， 然后再细化鹰的眼睛，鼻子等部位。针对上述特点，采用过程化方式解决乱针绣针迹生 成至少需要解决三个主要技术问题：基元定义：定义不同绣线间的交叉方式作为基本针 迹聚集单元；单层绘制：乱针绣在区域内部主要表现区域纹理方向，而边缘则很好地保 持了图像结构；多层叠加：单层针迹间的相互叠加，保证针迹均匀分布。现有技术也涉 及上诉问题，但由于乱针绣的特点使得现有技术无法满足乱针绣的要求。如基元设计， 如文献2Lu J,Barnes C,Diverdi S,et al.RealBrush:painting with examples of physical media[J].Acm Transactions on Graphics,2013,32(4):117.设计弯曲的单根笔触，但乱针绣的线条必须是直线且必须针针交叉，而且区域内部和边缘部分有不同的交叉类型；如单 层的基元排布问题，文献3Secord A.Weighted voronoi stippling[C]//Proceedings ofthe 2nd international symposium on Non-photorealistic animation andrendering.ACM,2002:37-43. 能将画面分成多个大小相同的单元，但不能表现图像中纹理方向也没有对边缘拟合；而 基元的多层叠加研究相对来说较少，文献4Hays J,EssaI.Image and video based painterly animation[C]//Proceedings of the 3rd inter-national symposium on Non-photorealistic animation and rendering.ACM,2004:113-120.不同层间的笔触是相互独立的，而乱针绣 的针迹需要考虑绣面现有针迹，当前针迹需与绣面针迹插空放置来保证绣线分布均匀。