一種仿造數碼迷彩圖案的設計方法及應用與流程

本發明屬于迷彩圖案設計，具體涉及一種仿造數碼迷彩圖案的設計方法及應用。

背景技術：

1、數碼迷彩是一種由像素組成的新式迷彩，這種新式迷彩能夠適應多種環境背景下的隱蔽需求，例如叢林、沙漠及城市地區等。不同于傳統迷彩的平滑邊緣，數碼迷彩散亂無序，在隱蔽性來講，數碼迷彩比傳統迷彩更好。

2、但現有的數碼迷彩圖案設計方法仍存在一定的不足，主要體現在：(1)迷彩偽裝的主要目的在于對目標進行偽裝，使目標在實際背景具有良好的偽裝效果，目前大多數的設計方法只注重保留圖像中的顏色信息，丟失了背景圖像中的紋理信息，實用到背景當中后無法很好的融入背景，偽裝效果不佳；(2)目前大多數方法在迷彩圖案斑塊生成上，顏色填充位置為隨機填充，部分偽裝后的目標在背景中有明顯邊界，導致目標的暴露，影響偽裝效果；(3)現有的迷彩圖案設計方法顏色數量選用不夠靈活，多采用三種顏色，在某些背景復雜的場景中，三種顏色數量并不能滿足使目標融入背景的偽裝需求，反而使目標與背景形成一個較大的反差，無法起到一個良好的偽裝效果。

3、因此，急需要一種仿造數碼迷彩圖案的設計方法來解決現有數碼迷彩圖案設計方法中存在的背景紋理圖像丟失、部分偽裝后存在明顯邊界、顏色數量選用不夠靈活的問題。

4、有鑒于此，特提出本發明。

技術實現思路

1、本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種仿造數碼迷彩圖案的設計方法及應用。

2、為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案：

3、一方面，本發明提供一種仿造數碼迷彩圖案的設計方法，所述設計方法通過結合實際背景確定源圖像，根據源圖像中采集的rgb信息，通過數理統計的方法，確定迷彩圖案的顏色色塊，最終完成待偽裝目標的迷彩圖案設計，具體步驟如下：

4、步驟1、選定待偽裝目標所在環境背景中的任意矩形區域作為源圖像。

5、步驟2、根據得到源圖像的實際分辨率，選擇rgb空間作為顏色的轉換空間，將源圖像轉換為帶有rgb值的矩陣形式，得到源圖像矩陣；

6、所述源圖像矩陣的表達式如下所示：

7、

8、其中，x為源圖像矩陣，n為源圖像的寬度，即為源圖像寬度方向上像素塊的數量，m為源圖像的長度，即為源圖像長度方向上像素塊的數量，(r11，g11，b11)，…，(rnm，gnm，bnm)為源圖像中每個像素塊的rgb值，(n，m)為源圖像中每個像素塊所對應的坐標。

9、步驟3、選取待偽裝目標在源圖像中對應位置的圖像為目標圖像，將源圖像矩陣中對應目標圖像所在位置的矩陣提取出來，得到目標矩陣；所述目標矩陣的表達式如下：

10、

11、其中，為目標矩陣，a為目標矩陣中寬度方向上的像素塊數量，x1為目標矩陣中第1行，xa為目標矩陣中第a行，b為目標矩陣中寬度方向上的像素塊數量，y1為目標矩陣中第1行，yb為目標矩陣中第b行；(x1，y1)、(x1，yb)、(xa，y1)、(xa，yb)為目標圖像在源圖像中的四個頂點的坐標，為目標圖像中每個像素塊的rgb值；同時xa∈(1，…，n)，yb∈(1，…，m)；(xa，yb)為目標圖像中的每個像素塊在源圖像中所對應的坐標。

12、步驟4、迷彩圖案設計時自行確定迷彩斑塊大小，在目標矩陣上根據迷彩斑塊的尺寸，將目標矩陣分割成多個網格，每一個網格對應一個迷彩斑塊矩陣；

13、用k表示迷彩斑塊長度方向上的像素塊數量，j表示迷彩斑塊寬度方向上的像素塊數量，當迷彩斑塊均為方形時，滿足k＝j；

14、目標矩陣中長度方向上的迷彩斑塊數量和寬度方向上的迷彩斑塊數量應滿足以下表達式：

15、

16、

17、其中，w為目標矩陣中寬度方向迷彩斑塊的數量，l為目標矩陣中長度方向迷彩斑塊的數量；

18、得到每一個網格所對應迷彩斑塊矩陣的表達式為：

19、

20、其中，δ為迷彩斑塊矩陣，δ1，1為在所分割的網格中，第1行第1列的迷彩斑塊矩陣，δw，l為在所分割的網格中，第w行第k列的迷彩斑塊矩陣；(l1，l1)，…，(lj，lk)，…，(lw.j，ll.k)均表示迷彩斑塊矩陣中的每個像素塊在源圖像中所對應的坐標，表示對應坐標下每個像素塊的rgb值

21、步驟5、將對應的迷彩斑塊矩陣帶入目標矩陣，得到迷彩分割后的目標矩陣，其表達式如下所示：

22、

23、步驟6、根據迷彩分割后的目標矩陣中的所有rgb值計算得到迷彩圖案每種顏色的rgb值；

24、所述迷彩斑塊的顏色數量由所迷彩圖案設計時對應的幾色迷彩所確定，迷彩斑塊的顏色數量可以為任意數δ；

25、將目標矩陣中的所有rgb值建立一個一維數組，并按照rgb值由小到大排序，這里rgb值比較的方式是優先比較r值，再比較g值，最后比較b值，然后將目標矩陣中的每個rgb值記為b，并將b1,b2，…，bab的順序表示已按照rgb值由小到大排序，得到所建立的數組表達式為：

26、

27、其中，ab為目標圖像矩陣中總像素塊數量；

28、按照所確定的迷彩圖案顏色數量對數組a進行拆分，迷彩斑塊顏色數量為δ，因此將數組a中的ab個rgb值按照排序順序平均分成δ個組，將每組rgb值分別建立一個一維數組，各數組表達式如下所示：

29、

30、其中，數組c1、c2、…cδ是將數組a按照迷彩圖案顏色數量平均拆分所得，對c1、c2、…cδ數組每組采用相同的計算方式分別進行計算，得到每組數組對應的rgb值，每組數組計算的rgb值記為：

31、

32、其中，表示c1、c2、…cδ數組對應計算后的rgb值；

33、最終得到迷彩圖案每種顏色的rgb值。

34、步驟7、將迷彩斑塊矩陣對應每種顏色的rgb值進行替換，得到rgb矩陣，然后對迷彩圖案對應的rgb矩陣根據標準的rgb顏色對照表進行填充；

35、對迷彩分割后的目標矩陣中每個迷彩斑塊矩陣δ1,1、δ1,2、…、δw,l分別建立一個一維數組并排序，然后針對每組數組進行計算，計算方式為取眾數、平均數、標準差、方差中的任意一種，計算得到每組數組的rgb值，并記為：

36、

37、其中，colour1,1、colour1,2、…、colourw·l為對應的迷彩斑塊矩陣δ1,1、δ1,2、…、δw,l所計算出的rgb值；

38、將得到的colour1,1、colour1,2、…、colourw·l根據步驟5中的迷彩斑塊矩陣依次進行替換，得到迷彩斑塊矩陣計算出rgb值后，并代入步驟5中目標矩陣得到矩陣其表達式如下：

39、

40、將中的每個rgb值依次與中的所有rgb值進行比對，先取與進行計算，計算過程如下：

41、

42、其中，ε1,1、ε1,2、…ε1,δ分別為與rgb值的方差值；

43、選取ε1,1、ε1,2、…ε1,δ中數值最小的一個值，在中找出對應colour的rgb值，作為替換的rgb值；

44、同理，采用與相同的方式分別計算出第一組ε2,1、ε2,2、…ε2,δ；第二組ε3,1、ε3,2、…ε3,δ；…；第w×l組εw·l,1、εw·l,2、…εw·l,δ，并分別在第一組ε2,1、ε2,2、…ε2,δ；第二組ε3,1、ε3,2、…ε3,δ；…；第w×l組εw·l,1、εw·l,2、…εw·l,δ中找出每組中最小的一個值，根據每組中最小的值，分別在中找出各自對應colour的rgb值，依次作為替換的rgb值，得到所有在中對應的rgb替換值；

45、然后根據得到的所有在中對應的rgb替換值，代入矩陣進行替換，得到矩陣其表達式如下：

46、

47、其中，(f1,1…f1,l…fw,1…fw,l)∈(1，2，…，δ)，且(f1,1…f1,l…fw,1…fw,l)之間可以互相相等，可以存在f1,1＝fw,l；

48、將colour所對應的rgb值，根據標準的rgb顏色對照表按照矩陣進行填充，即完成待偽裝目標的迷彩圖案設計。

49、另一方面，本發明提供一種如上所述設計方法的應用，所述設計方法應用于對待偽裝目標進行數碼迷彩圖案的仿造；待偽裝目標包括叢林、沙漠以及城市地區。

50、與現有技術相比，本發明提供的技術方案包括以下有益效果：

51、1)本設計方法所選用迷彩斑塊的顏色結合實際背景來確定，根據源圖像中采集的rgb信息，同過數理統計的方法，確定所占比例最多或者最相近的顏色色塊，使得所設計的迷彩圖案顏色與背景顏色更接近，背景融入性更好；

52、2)本設計方法利用源圖像中的紋理結構經過轉換完成目標圖像迷彩圖案的設計，保留了背景的紋理特征，使得所設計的迷彩圖案可以更好的融入背景；

53、3)本設計方法在選用所需顏色數量時，可以根據實際需要調整，不限于目前市面上常見的3～4種，對選用顏色數量沒有限制，滿足目標融入背景的偽裝需求；

54、4)本設計方法在確定迷彩斑塊尺寸時，可以根據實際背景要求自定義確定；在實際背景顏色種類多、顏色斑塊分布斑駁的情況下，選用較小尺寸的迷彩斑塊，可以實現更好的偽裝效果；在實際背景顏色種類單一，顏色斑塊分布集中的情況下，選用較大尺寸的迷彩斑塊，可以減小迷彩偽裝的工作量。