数字加网系统中关键技术的研究

论文摘要

随着我国纺织印染行业的发展,人们迫切需要提高数字加网技术,以适应日益增长的市场需求和应对国际纺织印染市场的挑战。如何利用计算机图像处理技术去提高数字加网的效率以及品质,是数字加网系统的关键所在。本文针对其中的关键环节开展研究工作,取得的研究成果包括:在莫尔花纹的问题上,为了避免莫尔花纹现象,本文应用了基于抖动矩阵的方法生成网点中心。为了选择满足印花工艺网点中心分布要求的抖动矩阵访问路径,本文对不同的访问路径算法进行探讨和研究,并对不同的访问路径生成的网点中心分布进行傅立叶分析。在提高加网速度的问题上,本文提出了一种改进的逐点插入算法生成Delaunay三角网。传统的逐点插入算法具有内存占用小,支持动态生成三角网,易实现等优点,在传统的印花加网工艺中得到广泛应用。但由于其时间复杂度高,影响了整个加网过程的时间效率。传统的逐点插入法算法时间主要耗费在定位三角形上,本文提出一种基于方向搜索的定位三角形的新方法,根据三角网的点、线、面的拓扑关系来定位插入点所在的三角形,以避免全局搜索,提高了动态插入点的效率,从而提高三角网构网效率。在网点面积大小的均匀化问题上,本文提出了一种基于误差扩散的算法,有效地解决了网点大小不均匀的问题。为了从根本上避免莫尔花纹现象,根据传统印花工艺的要求,网点的中心分布一般应该满足随机性好的要求。虽然随机访问路径生成的网点中心分布相对于其它访问路径而言有更好的随机性,但由于过于提倡随机性和依赖随机访问路径,容易产生畸形网点,会导致最终网点区域大小的不可控。本文提出的均匀化算法就是为了解决如何在使用和发挥随机访问路径优势的同时,缓解和减轻随机性带来的负面效果,并且优化后的数字加网算法能够保持高效性和实时性的问题。本文利用的是误差扩散的思想,在处理需要调节的网点时,将该网点面积与平均值的差值扩散到周围网点,使畸形网点的面积趋于网点面积的平均值。综合上述算法,本文实现了一个数字加网的原型系统。该系统的设计参考了传统的数字加网的流程,其中各模块的核心就是本文所研究的各个算法。同时,系统提供了用户交互模块,支持用户对网点中心的生成、网点区域的确定等模块进行设置,选择不同的算法。本原型系统的开发旨在对数字加网流程中的各个模块的算法进行研究改进,是对数字加网技术的有益探索。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 加网技术及其发展历史
• 1.2.1 加网技术概述
• 1.2.2 照相加网
• 1.2.3 电子加网
• 1.2.4 数字加网
• 1.3 加网技术的发展趋势
• 1.4 本文工作与内容安排
• 第2章 印花中的数字加网技术
• 2.1 数字加网技术
• 2.1.1 调幅加网技术
• 2.1.2 调频加网技术
• 2.1.3 调幅加网技术和调频加网技术的优缺点
• 2.1.4 调幅调频混合加网技术
• 2.2 莫尔花纹
• 2.2.1 莫尔花纹产生的机理
• 2.2.2 莫尔花纹产生的因素
• 2.2.3 避免莫尔花纹的方法
• 2.3 印花工艺对数字加网技术的要求
• 2.4 本章小结
• 第3章 网点中心位置的确定
• 3.1 随机抖动法确定网点中心
• 3.1.1 抖动矩阵的访问路径
• 3.1.2 网点中心分布的傅立叶分析
• 3.2 抖动矩阵的四方连续处理
• 3.3 本章小结
• 第4章 网点填充区域的确定
• 4.1 网点中心间的联系
• 4.2 Delaunay三角形及Voronoi图
• 4.3 Delaunay三角形剖分算法
• 4.3.1 三角网生长算法
• 4.3.2 分治算法
• 4.3.3 逐点插入算法
• 4.3.4 改进的逐点插入算法
• 4.4 网点的最大填充区域
• 4.4.1 Voronoi图法
• 4.4.2 中点法
• 4.5 本章小结
• 第5章 网点区域的灰度填充
• 5.1 相关理论分析
• 5.2 基于Delaunay三角形的灰度填充算法
• 5.2.1 扫描线法确定灰度值
• 5.2.2 灰度值平均分配
• 5.2.3 灰度平均分配的算法流程
• 5.3 生成灰度模板
• 5.4 均匀化优化
• 5.4.1 网点中心分布的质量评价方法
• 5.4.2 网点中心分布的质量评价
• 5.4.3 均匀化算法设计
• 5.5 本章小结
• 第6章 数字加网系统
• 6.1 系统概述
• 6.2 系统框架
• 6.3 系统实现
• 6.4 本章小结
• 第7章 总结和展望
• 7.1 本文的研究成果
• 7.2 未来的工作
• 参考文献
• 攻读博士学位期间主要的研究成果
• 致谢