应用于纹织领域的图像预处理系统
|
摘要
应用于纹织领域的图像预处理系统是纹织CAD的重要组成部分。传统的纹织CAD系统在纹织工艺方面已经达到了很高的水平，但是在图像的预处理方面却难以满足客户越来越高的要求。为了加强系统处理图像的能力，提高设计的效率，本课题设计了一套应用于纹织领域的图像预处理系统。系统提供了很强的图形图像管理与编辑处理功能，为用户带来了极大的方便。
本文介绍了应用于纹织领域的图像预处理系统的结构与各模块的功能，包括图形图像管理模和图形图像编辑处理模块的设计。具体工作如下：
1)将系统分为图形图像管理模块和图形图像编辑处理模块两大部分，使系统对图形图像的管理和编辑处理的功能相互分开，便于用户分别进行设计。
2)在图形图像管理模块中，根据矢量图形可分为简单图元和复合图元的特点，采用面向对象组合模式的设计方法，对矢量图形进行管理。同时，引入图层处理功能，分别对矢量图和位图进行管理，允许任意添加、删除、移动、叠加图层，并可以进行一些基本属性的设置，矢量图和位图两类图层之间也可以相互转换，极大的方便了图像的管理。
3)在图形图像编辑处理模块中，将位图的矢量化功能引入系统，根据纹织图像的特点，提出了一种比较有效的纹织位图矢量化算法，将纹织位图转化为矢量图，方便编辑修改；利用数学形态学变换的方法处理图像，如膨胀、腐蚀、开变换、闭变换及改进算法的骨架提取等，得到了一些艺术化的效果：提出了改进的插值算法，较好地解决了图像放大时普遍遇到的失真问题。
The image predisposal systems applied in the jacquard field is an important component for jacquard CAD. Traditional Jacquard CAD system has reached a very high level in jacquard weaving process, but the image preprocessing couldn't meet the ever-increasing customer demands. In order to strengthen the image processing capabilities, and improve the efficiency of the design, the image predisposal systems applied in the jacquard field is designed in this subject. This system provides a strong image processing and management functions for users with a great convenience.
This paper describes the image predisposal system's structure and the functions of the modules, including graphic and images management module and graphic and images editing module. Detailed contributions are as follows:
a) Dividing the system into two modules, graphic and images management module and graphic and images editing module. The system of graphics and image management and editing functions are separated from each other, which make users design friendly.
b) In the graphic and images management module, according to the features that the vector graphics can be divides into simple entities and composite entities, a vector editing system using Object-Oriented Composite Pattern is designed, which is used to manage the vector graphics. Introduce the function of layer, respectively manage vectors and bitmaps, allowing arbitrary adding, deleting, moving, stacking layers and some basic settings of properties. The two layers of vectors and bitmaps can be mutual conversed. These functions greatly facilitate the image managing.
c) In the graphic and images editing module, introduce the function of bitmap to vector, according to the features of jacquard images, present a more effective jacquard bitmap vectorization algorithm, the function of jacquard bitmap to vector map facilitate the management and editing. Using mathematical morphology transform in the image processing methods, such as expansion, corrosion, opened transform, closed transform and improve the algorithm to framework extract, which could get some artistic effect. Advancing the improved interpolation algorithm, a better solution to enlarge images commonly encountered in the distortion.
本文介绍了应用于纹织领域的图像预处理系统的结构与各模块的功能，包括图形图像管理模和图形图像编辑处理模块的设计。具体工作如下：
1)将系统分为图形图像管理模块和图形图像编辑处理模块两大部分，使系统对图形图像的管理和编辑处理的功能相互分开，便于用户分别进行设计。
2)在图形图像管理模块中，根据矢量图形可分为简单图元和复合图元的特点，采用面向对象组合模式的设计方法，对矢量图形进行管理。同时，引入图层处理功能，分别对矢量图和位图进行管理，允许任意添加、删除、移动、叠加图层，并可以进行一些基本属性的设置，矢量图和位图两类图层之间也可以相互转换，极大的方便了图像的管理。
3)在图形图像编辑处理模块中，将位图的矢量化功能引入系统，根据纹织图像的特点，提出了一种比较有效的纹织位图矢量化算法，将纹织位图转化为矢量图，方便编辑修改；利用数学形态学变换的方法处理图像，如膨胀、腐蚀、开变换、闭变换及改进算法的骨架提取等，得到了一些艺术化的效果：提出了改进的插值算法，较好地解决了图像放大时普遍遇到的失真问题。
The image predisposal systems applied in the jacquard field is an important component for jacquard CAD. Traditional Jacquard CAD system has reached a very high level in jacquard weaving process, but the image preprocessing couldn't meet the ever-increasing customer demands. In order to strengthen the image processing capabilities, and improve the efficiency of the design, the image predisposal systems applied in the jacquard field is designed in this subject. This system provides a strong image processing and management functions for users with a great convenience.
This paper describes the image predisposal system's structure and the functions of the modules, including graphic and images management module and graphic and images editing module. Detailed contributions are as follows:
a) Dividing the system into two modules, graphic and images management module and graphic and images editing module. The system of graphics and image management and editing functions are separated from each other, which make users design friendly.
b) In the graphic and images management module, according to the features that the vector graphics can be divides into simple entities and composite entities, a vector editing system using Object-Oriented Composite Pattern is designed, which is used to manage the vector graphics. Introduce the function of layer, respectively manage vectors and bitmaps, allowing arbitrary adding, deleting, moving, stacking layers and some basic settings of properties. The two layers of vectors and bitmaps can be mutual conversed. These functions greatly facilitate the image managing.
c) In the graphic and images editing module, introduce the function of bitmap to vector, according to the features of jacquard images, present a more effective jacquard bitmap vectorization algorithm, the function of jacquard bitmap to vector map facilitate the management and editing. Using mathematical morphology transform in the image processing methods, such as expansion, corrosion, opened transform, closed transform and improve the algorithm to framework extract, which could get some artistic effect. Advancing the improved interpolation algorithm, a better solution to enlarge images commonly encountered in the distortion.
引文
[1] 陈纯，陈进勇．纹织CAD应用手册．北京：中国纺织出版社，2001．
[2] 张彩明，杨兴强，李学庆等．计算机图形学．北京：科学出版社，2005。
[3] 郑晨升，贺炜．CAXA电子图板使用绘图及二次开发．西安：西安电子科技大学出版社，2001．
[4] 张森林，姜位洪．纹织CAD技术的应用及其发展方向．纺织学报，2004,25(3)：126-127．
[5] 周赳．纹织CAD系统的应用功能和发展方向．织物加工，2003,No．2：77-80．
[6] 狄炜，徐伯俊．数字图像处理在纺织中的应用及发展．上海纺织科技，2002,30(3)：61-62．
[7] Mehmet D.AKIN, Nasia ERDODAN. Using Object Oriented Design Paterns to De velop an Interactive Command System for a CAD Software with Undo and Redo Support. Proc.15th International Syrup. on Computer and Information Sciences (Ⅰ SCIS ⅹⅤ), Istanbul, Turkey, 2000, pp. 410-417.
[8] 苏飞，张能立．面向对象设计模式在B/S架构Web应用中的运用．武汉理工大学学报．2006,28(8)：42-44．
[9] 阎宏．Java与模式．北京：电子工业出版社，2000．
[10] Rrich Gamma等著，李英俊等译．设计模式：可复用面向对象软件的基础．北京：机械工业出版社，2000．
[11] 杨学梅，张瑞利．Photoshop图层功能在服装效果设计中的应用．国际纺织导报．2006,(1)：62-64．
[12] 杜丽萍，肖忠．浅析“图层”在建筑CAD中的应用．微型电脑应用2000,16(1)：60-61．
[13] 秦勃，李景兰，李宗宽，刘怀强．刺绣图案中直线和圆弧的矢量化研究．微机算计，2006,22(5)：40-42．
[14] 何永义，夏俊升．工程图像的矢量化技术．光学精密工程，2002，10(4)：374-376．
[15] 何斌．Visual C++数字图像处理．北京：人民邮电出版社，2002,426-444．
[16] 杨杰，于德敏，许增朴，王永强．服装样片图像中直线与曲线矢量化的研究．天津工业大学学报，2004,23(1)：55-58．
[17] 严素蓉，朱桂林，徐从富．一种位图矢量化新方法．计算机工程与应用，2005，14(3)：85-87．
[18] 刘勇奎．Freeman链码压缩算法的研究．计算机学报，2001,24(12)：1294-1298．
[19] 章毓晋．图像工程(上册)：图像处理和分析．北京：清华大学出版社，1999：219-223．
[20] 孙景容，许录平．一种改进的图形矢量化方法．计算机工程与应用，2004,14(2)：88-92．
[21] 陈月林，王平江．基于曲率的轮廓精确分段技术．华中理工大学学报，1995,23(6)：20-23．
[22] Borgefors G. Distance transformations in digital images. Computer Vision, Graphics and Image Processing, 1986,34(3):344-371.
[23] Brigger P, Hoeg J, Unser M. B-Spline snakes: A flexible tool for parametric contour detection. IEEE Transactions on Image Processing,2000,9(9):1484- 1496.
[24] Govindan V K,Shivaprasad A E A Pattern Adaptive Thinning Algorithm. Pattern Recognition,1987,20(6) :268-282.
[25] Jang B K,Chin R T. Analysis of thinning algorithms using mathematical morphology, IEEE Trans, on PAMI, 1990,12(6):541—551.
[26] 张远鹏，董海，周文灵．计算机图像处理技术基础．北京：北京大学出版社，1996．
[27] Blum H,Nagel R. Shape description using weighting symmetric axis features, Patt, Recog., 1987,(10): 157-180.
[28] 杨学梅，张瑞利．Photoshop图层功能在服装效果设计中的应用．国际纺织导报．2006,(1)：62-64．
[29] 杨志平，齐清文，黄仁涛．数学形态学在空间格局图像骨架提取中的应用．地球信息科学．2003,2：79-83．
[30] 徐雨明，文双春．数字图像插值算法的分析与实现．福建电脑．2007，1：91-94．
[31] 尤玉虎，周孝宽．数字图像最佳插值算法研究．中国空间科学技术．2005,3：14-18．
[2] 张彩明，杨兴强，李学庆等．计算机图形学．北京：科学出版社，2005。
[3] 郑晨升，贺炜．CAXA电子图板使用绘图及二次开发．西安：西安电子科技大学出版社，2001．
[4] 张森林，姜位洪．纹织CAD技术的应用及其发展方向．纺织学报，2004,25(3)：126-127．
[5] 周赳．纹织CAD系统的应用功能和发展方向．织物加工，2003,No．2：77-80．
[6] 狄炜，徐伯俊．数字图像处理在纺织中的应用及发展．上海纺织科技，2002,30(3)：61-62．
[7] Mehmet D.AKIN, Nasia ERDODAN. Using Object Oriented Design Paterns to De velop an Interactive Command System for a CAD Software with Undo and Redo Support. Proc.15th International Syrup. on Computer and Information Sciences (Ⅰ SCIS ⅹⅤ), Istanbul, Turkey, 2000, pp. 410-417.
[8] 苏飞，张能立．面向对象设计模式在B/S架构Web应用中的运用．武汉理工大学学报．2006,28(8)：42-44．
[9] 阎宏．Java与模式．北京：电子工业出版社，2000．
[10] Rrich Gamma等著，李英俊等译．设计模式：可复用面向对象软件的基础．北京：机械工业出版社，2000．
[11] 杨学梅，张瑞利．Photoshop图层功能在服装效果设计中的应用．国际纺织导报．2006,(1)：62-64．
[12] 杜丽萍，肖忠．浅析“图层”在建筑CAD中的应用．微型电脑应用2000,16(1)：60-61．
[13] 秦勃，李景兰，李宗宽，刘怀强．刺绣图案中直线和圆弧的矢量化研究．微机算计，2006,22(5)：40-42．
[14] 何永义，夏俊升．工程图像的矢量化技术．光学精密工程，2002，10(4)：374-376．
[15] 何斌．Visual C++数字图像处理．北京：人民邮电出版社，2002,426-444．
[16] 杨杰，于德敏，许增朴，王永强．服装样片图像中直线与曲线矢量化的研究．天津工业大学学报，2004,23(1)：55-58．
[17] 严素蓉，朱桂林，徐从富．一种位图矢量化新方法．计算机工程与应用，2005，14(3)：85-87．
[18] 刘勇奎．Freeman链码压缩算法的研究．计算机学报，2001,24(12)：1294-1298．
[19] 章毓晋．图像工程(上册)：图像处理和分析．北京：清华大学出版社，1999：219-223．
[20] 孙景容，许录平．一种改进的图形矢量化方法．计算机工程与应用，2004,14(2)：88-92．
[21] 陈月林，王平江．基于曲率的轮廓精确分段技术．华中理工大学学报，1995,23(6)：20-23．
[22] Borgefors G. Distance transformations in digital images. Computer Vision, Graphics and Image Processing, 1986,34(3):344-371.
[23] Brigger P, Hoeg J, Unser M. B-Spline snakes: A flexible tool for parametric contour detection. IEEE Transactions on Image Processing,2000,9(9):1484- 1496.
[24] Govindan V K,Shivaprasad A E A Pattern Adaptive Thinning Algorithm. Pattern Recognition,1987,20(6) :268-282.
[25] Jang B K,Chin R T. Analysis of thinning algorithms using mathematical morphology, IEEE Trans, on PAMI, 1990,12(6):541—551.
[26] 张远鹏，董海，周文灵．计算机图像处理技术基础．北京：北京大学出版社，1996．
[27] Blum H,Nagel R. Shape description using weighting symmetric axis features, Patt, Recog., 1987,(10): 157-180.
[28] 杨学梅，张瑞利．Photoshop图层功能在服装效果设计中的应用．国际纺织导报．2006,(1)：62-64．
[29] 杨志平，齐清文，黄仁涛．数学形态学在空间格局图像骨架提取中的应用．地球信息科学．2003,2：79-83．
[30] 徐雨明，文双春．数字图像插值算法的分析与实现．福建电脑．2007，1：91-94．
[31] 尤玉虎，周孝宽．数字图像最佳插值算法研究．中国空间科学技术．2005,3：14-18．