[发明专利]一种面向简笔画的乐高类积木平面图纸的构建方法

权利要求书

1.一种面向简笔画的乐高类积木平面图纸的构建方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤1、根据乐高类基本积木块凸粒的数量和凸粒的排列规则特征转换成相应的积木矩阵模型；

步骤2、提取简笔画图像的骨架，将图像转换成像素矩阵模型；

步骤3、积木矩阵模型作为离散变量、像素矩阵模型作为目标，通过遗传算法得到可行解的集合；

步骤4、解析可行解的集合，得到与原简笔画最相似的乐高平面模型和图纸；

步骤1所述根据乐高类基本积木块凸粒的数量和凸粒的排列规则特征转换成相应积木矩阵模型的规则如下：乐高类基本积木块的特征包含积木块的颜色、积木块凸粒的数量和凸粒的排列规则；凸粒的数量为积木矩阵模型的元素个数，凸粒的排列规则为积木矩阵模型的阵列排列规则；乐高类基本积木块为矩形积木，不同形状的积木赋予不同编号，相同形状的积木根据颜色不同赋予不同的编号；同形状、同颜色的积木根据摆放形式的不同赋予不同编号；积木的编号从1开始；

步骤2所述图像转换成像素矩阵模型规则如下：所述简笔画图像是以简单线条表示的图片形式的图像；将该图像表示在0-1矩阵中，线条覆盖的矩阵部分元素置1，线条未覆盖的矩阵部分元素置0，进而得到图像的像素矩阵模型；

步骤3所述通过遗传算法得到可行解的集合包括以下步骤：

步骤3.1、输入简笔画图像，根据简笔画图像像素大小，生成一个大小适中的像素矩阵；将原简笔画图像中有线条覆盖的位置所对应的像素矩阵元素的值设置为1，其余的像素矩阵元素设置为0，获得该简笔画图像对应的像素矩阵；

步骤3.2、将所得简笔画图像对应的像素矩阵元素以从左到右，从上到下的顺序转换成长度与像素矩阵元素个数相同的向量；原像素矩阵的各元素与向量的各个维度之间按序一一对应；该向量作为遗传算法最终的目标结果；

步骤3.3、进行初始化种群，某位置不存在积木块，则该位置对应的向量维度设置为0；积木块覆盖的像素矩阵的全部位置，在像素矩阵对应的向量中，将这些位置对应的维度的起始位置设置成该积木块的编号，剩余位置设置为-1；以随机的形式生成一定数量满足要求的向量，作为初始化种群；

步骤3.4、初始化种群在交叉与变异的过程中按照合适的适应度函数不断筛选、迭代，直到得到较为满意的可行解的集合；

步骤4所述解析可行解的集合，得到与原简笔画最相似的乐高平面模型和图纸包括以下步骤，

步骤4.1、将可行解的集合按照与原简笔画图像的相似程度进行排序，相似程度越高排名越靠前；以相似度度量方法作为依据值比较不同的解所对应的像素矩阵与原简笔画图像对应的像素矩阵之间的相似程度；

步骤4.2、将排名靠前的可行解的向量转换成矩阵形式，把矩阵中各元素转换成对应的积木矩阵模型，得到原简笔画所对应的图纸；同时记录对应的积木矩阵模型编号，以平面模型和图纸的形式输出。

2.如权利要求1所述的面向简笔画的乐高类积木平面图纸的构建方法，其特征是，交叉和变异的过程中向量的某一维度为-1时，向量的这一维度不与其他向量的某一维度作交叉或者向量的这一维度不存在变异操作。