[发明专利]一种基于单元分解光流场的喷墨印花纹理图像配准方法

说明书

技术领域

本发明涉及喷墨印花纹理图像配准领域，尤其是一种喷墨印花纹理图像配准方法。

背景技术

喷墨印花织物是一种织物图案成型较为复杂的织物类型，它采用高密度数码喷墨印花技术，可以极大提高织物画面的精细度和色彩丰富程度。喷墨印花织物的纹理层次丰富、质地细腻逼真，足可表现油画、山水画等逼真画面和纹理效果，已被广泛应用于云锦、丝绸等高端纺织产品中。由于喷墨印花纹理是由喷嘴将染料在织物上喷绘而成，通常具有复杂的细微油墨组织结构，组织结构的好坏是获得精细花纹的先决条件，它将直接影响印花面料的质量，因此需要通过跟踪喷墨印花纹理的表现行为来控制喷嘴的绘制效果。

为了确保喷墨印花纹理的绘制效果，喷墨印花纹理CAD系统需要对不同时刻视频采集的喷墨印花纹理进行图像配准，并根据配准的情况对喷墨纹理的表现行为和特征进行控制。喷墨印花纹理图像配准是寻找从源图像变形到目标图像的最佳空间变换过程。图像配准的效果好坏也将直接影响后续的纹理分割和三维纹理重建。

目前，图像配准按照变换的性质可将其分为刚性配准和弹性配准两大类。由于喷墨纹理组织结构复杂，形态精细且不规则，单纯依靠旋转和平移的刚性变换往往达不到喷墨纹理结构的精确配准要求，无法表示局部复杂结构的变形细节，特别是对于喷墨液滴形成复杂图案纹理的非线性变形行为，因此必须采用具有更高自由度的弹性配准方法。

基于光流场的弹性配准模型是一类用于提高可变形物体配准变化能力的方法，并在医学图像、遥感图像等领域中得到了广泛的应用。基于光流场的弹性图像配准模型可以用下面的方程表示：

E=∫Ω|T(x+U)-R|2dx+α∫Ω|▿U|2dx---(1)]]>

其中，区域Ω是满足Lipschitz边界条件的有界开集，函数R是参考图像，T是变形图像，R和T是视频序列中的相邻图像对，U是R和T之间的映射变换位移场。

光流场图像配准模型式(1)的2个组成项分别对应于位移场U的逼近度约束和光滑度约束，其中逼近度约束确保相邻待配准图像R和T在Ω上偏差较小，光滑度约束确保位移场U在Ω上正则光滑，α是控制两个约束项作用的调节参数。

然而，直接利用现有光流场配准模型式(1)对喷墨印花纹理图案进行配准将存在一定不足，对喷墨印花图案的精确配准存在较大困难，具体表现为：①当待配准喷墨印花图像的局部区域具有较大变形位移时，光流场配准方法将会产生较大偏差，甚至失效。②光流场配准模型受噪声影响很大，仅添加全局光滑度约束不能较好地保持图像的局部不连续性，从而容易导致喷墨印花纹理图像在配准演化过程中，因局部细节模糊而丢失重要的特征信息。