[发明专利]一种基于生成模型的水刀自动填色系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于生成模型的水刀自动填色系统及方法，主要包括CAD文件解析模块、水刀拼花区域分组模块、水刀拼花设计图自动生成模块和材质填充模块，CAD文件解析模块得到水刀拼花的轮廓信息，并根据轮廓信息生成水刀拼花的轮廓图；水刀拼花区域分组模块对水刀拼花的每个区域进行分组；水刀拼花设计图自动生成模块利用c‑GAN生成器得到水刀拼花效果图；材质填充模块得到最终的水刀拼花设计方案。本发明使用自动填充，设计师的操作为一次性选取所有需要填充的材质，然后一键填充，极大提升了水刀拼花的设计效率；随着训练数据量的增大和模型的改善，可以方便的对自动设计效果进行改进。

技术领域

本发明涉及信息技术的领域，具体涉及一种基于生成模型的水刀自动填色系统及方法。

背景技术

在当代设计中，精美的石材拼花或简约，或奢华，或精巧，总是能引起人们的惊叹，在空间中起到画龙点睛的作用，能熟练地在设计作品中运用拼花去表达设计理念，是高级的设计手法。

优秀的水刀拼花需要精美的轮廓以及色彩搭配的设计，同一个水刀轮廓的设计，通过不同的颜色搭配方式可以产生出不同的水刀设计方案。

在水刀拼花设计工具中，设计好轮廓后需要为轮廓中的不同区域选择不同颜色和纹理的材质，从而得到最终的水刀设计方案，但是在为轮廓复杂的水刀拼花填色时，设计师手动给几十甚至上百个区域选择材质进行填充，是一件枯燥而低效的工作。

目前有很多文献提出用对抗生成网络进行漫画，人物或自然物体轮廓线的自动填色[1][2]，图像风格转换[3][5]，灰度图像的自动上色[4]，但是都不能直接解决水刀拼花自动设计的问题。因为这些方法最终得到的结果都是一张二维彩色图像，不是水刀拼花的设计方案，一个水刀拼花的设计方案需要能够准确的标识出每个区域的轮廓以及该区域使用的材质。

参考文献6中的方法是水刀CAD文件解析到渲染的流程，其S4步的填色过程仅仅是利用简单的布尔运算配合简单的规则，尽量保证有邻接的区域填充的材质不同，其最终的填充效果可能并不符合设计师的常规设计思路。本发明的填色方法是根据大量的水刀拼花设计方案训练深度学习模型，生成材质填充后的效果图，然后根据效果图中的颜色找到用户提供的材质中最相似的材质，填充到指定区域，从而保证最终的设计结果的合理性（拟合设计师的设计习惯），而且随着用于训练的数据量增加以及模型的改进，自动设计的效果也会有改善。

[1] Zhang L, Ji Y, Lin X, et al. Style Transfer for Anime Sketcheswith Enhanced Residual U-net and Auxiliary Classifier GAN[C]. asianconference on pattern recognition, 2017: 506-511.

[2] Sangkloy P, Lu J, Fang C, et al. Scribbler: Controlling Deep ImageSynthesis with Sketch and Color[C]. computer vision and pattern recognition,2017: 6836-6845.

[3] Xiao C, Han C, Zhang Z, et al. Example‐Based Colourization Via DenseEncoding Pyramids[J]. Computer Graphics Forum, 2020, 39(1): 20-33.

[4] Chang H, Fried O, Liu Y, et al. Palette-based photo recoloring[C].international conference on computer graphics and interactive techniques,2015, 34(4).