[发明专利]一种色纺织物计算机仿真方法

说明书

本发明公开了一种色纺织物计算机仿真方法，包括：采集典型色纺织物与单色织物样本图像；构建图像翻译模型训练所需的图像对数据集；将色纺织物图像输入训练好的图像翻译模型，得到其转换后的颜色纹理图像，存入数据库；将颜色纹理图像与对应的色纺织物原图在灰度空间域做差，得到组织结构灰度图像，存入数据库；根据工艺需求，在数据库中选取含有指定风格的颜色纹理图像与指定结构的组织结构纹理图像，若无颜色或配色比例的变动需求，直接进行计算机仿真，反之则需对颜色纹理图像进行灰度化后按照配比填充相应的颜色，制作新的颜色纹理图像；将颜色纹理图像与组织结构纹理图像在Lab色彩空间中叠加融合，得到仿真结果。

技术领域

本发明属于纺织技术领域的计算机仿真技术，具体涉及一种色纺织物计算机仿真方法。

背景技术

色纺织物是由两种及以上不同色泽的纤维经过特定工序混和加工成色纺纱，然后纺制而成的具有特殊呈色效果与色彩风格的纺织品。色纺纱在混合时会在色纺面料表面形成不均匀颜色的独特效果，具有丰富的层次感与朦胧立体的质感，被称为色纺织物的“夹花”风格。在色纺织物新产品的设计生产过程中，企业通常需要先以人工的方式进行产品小样的试织，以便于客户预览产品的外观并修正设计需求，例如色纺面料“夹花”风格的样式、染色纤维的颜色及其质量配比参数等。通常需要经过反复多次的人工试织样工序之后才能确定最终的产品参数并投入正式的批量生产过程。人工试织样的工序不仅带来了劳动力成本、工业原材料成本以及运输成本的提升，并且很大程度上延缓了产品的开发周期与上市时间，难以满足日益增加的市场需求，降低了产品的市场竞争力。因此，将计算机仿真技术应用于色纺产品的开发设计当中，在计算机屏幕上根据工艺参数模拟色纺织物的外观来指导实际的生产过程，既便于与客户的交流沟通，又能够避免浪费、节省时间，对于色纺行业的生产领域具有重要的意义。

目前，国内外大多数的纺织企业与科研团队利用CAD技术来实现纺织品的仿真建模，例如日本岛精公司的SDS-ONE APEX4系统。这类技术的核心思想是根据织物组织的编织规律建立三维数学模型，然后利用CAD技术对其进行建模与仿真。CAD仿真技术能够能准确地描述织物的空间结构,得到三维立体的模拟效果，但建立的数学模型运算量较大,模拟速度较慢，仿真结果真实感不足，与实际面料有较大差别。

此外，还有一些科研团队利用扫描仪对色纺纱进行扫描得到纱线的彩色图像，根据织物组织结构建立组织变化模型，通过算法铺放纱线图像并调整纱线之间的覆盖关系，模拟织物图像的外观。这类技术在一定程度上解决了CAD仿真技术真实感不足的问题，但纱线图像的内容较为随机，仿真结果难以体现色纺面料的“夹花”风格样式。

为了实现“夹花”风格的仿真，科研工作者们提出利用成品色纺面料的实物图像作为样式基底，在保持组织结构与“夹花”风格信息不变的情况下替换纹理中的颜色构成与占比，来模拟染色纤维的颜色与质量配比发生变化的情况。由于色纺织物图像中的组织结构信息会对这种颜色的替换产生干扰，所以科研工作者们将密集分布的组织结构信息(组织结构纹理)视作高频分量，整体的“夹花”风格信息(颜色纹理)视作低频分量，采用频域滤波的方式对二者进行分离，仅在颜色纹理信息的部分上进行颜色的替换。但色纺织物颜色的载体是染色纤维，图像中局部颜色变换的尺度很可能小于或等于组织结构的载体色纺纱，所以两种纹理的频域特性并非绝对的高低频率之分，难以彻底分离。因此，这类方法得到的织物颜色纹理中颜色变化区域的边界处会产生模糊，对仿真效果造成了一定的干扰。

针对当前的研究现状及问题，本发明结合Pix2PixHD图像翻译模型，提出了一种色纺织物的计算机仿真方法，该方法能够根据用户的需求以及产品的工艺参数，在计算机中模拟出对应色纺织物的仿真图像。

发明内容

本发明的目的是为了解决背景技术中所述问题，提出一种色纺织物计算机仿真方法。

本发明的技术方案为一种色纺织物计算机仿真方法，具体包括以下步骤：

步骤1，采集典型色纺织物与单色织物样本图像；