CN117197003A - 一种多条件控制的纸箱样本生成方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于图像生成技术领域，具体为一种多条件控制的纸箱样本生成方法，包括基于图例纸箱的具体部分分析，获得各项特征信息数据，基于各项特征信息数据汇总生成提示文本，基于图例纸箱构建X‑Y‑Z三维坐标系，可确定图例纸箱各部位的具***置关系及面积大小，获得纸箱参照图像，基于图例纸箱构建的X‑Y‑Z三维坐标系获得的纸箱参照图像以及抽取提示文本信息建立纸箱图像补全模型，将待补全的纸箱图片输入纸箱图像补全模型进行分析并完成纸箱图像的补全，通过对纸箱图像进行补全，解决了目前尚未形成对纸箱图像补全并生成纸箱样本完整体系的技术问题，且改变图像纹理不会改变纸箱的位置，对纸箱的位置标注不会改变，一次标注多次利用。

Description

一种多条件控制的纸箱样本生成方法

技术领域

本发明属于图像生成领域，具体为一种多条件控制的纸箱样本生成方法。

背景技术

图像复原技术的数字图像处理（Digital Image Processing），（Digital ImageProcessing）又称为计算机图像处理，它是指将图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行处理的过程，第一台可以执行有意义的图像处理任务的大型计算机出现在2020世纪6060年代早期，人们开始利用计算机来处理图形和图像信息，数字图像处理作为一门学科大约形成于20世纪60年代初期，早期的图像处理的目的是改善图像的质量，它以人为对象，以改善人的视觉效果为目的，图像处理中，输入的是质量低的图像，输出的是改善质量后的图像，常用的图像处理方法有图像增强、图像复原、图像编码、图像压缩等，图像复原是一种改善图像质量的处理技术，是图像处理研究领域。

公开号为201510177721的一项专利申请公开了一种墓葬壁画图像的数字化修复方法，属于数字图像修复领域，包括利用全变分数学模型对墓葬壁画图像进行分解，得到卡通图像，在优先级计算中加入结构因子项，并利用卡通图像驱动待修复边缘点的优先级计算，以优先级最大的点为中心构建修复块，并在已知区域搜索与其欧氏距离最小的样本块，计算修复块和样本块的均值像素差平方和，并与设定阈值进行比较，自适应地调整修复块尺寸，直到满足复制条件，进行样本块复制和边缘更新，最后，检查待修复区域，不为空则迭代上述步骤，直至完成修复。

上述现有技术中存在只对单一图像进行补全还原，对具有叠加部分或重合的图像没有较好的分析以及修复方法，且修复内容未知，无法确定需要修复图像部分的位置关系以及特征等问题。

为此，本发明提供一种多条件控制的纸箱样本生成方法。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，解决背景技术中所提出的至少一个技术问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种多条件控制的纸箱样本生成方法，包括步骤一：基于图例纸箱的具体部分进行分析，获得各项特征信息数据，基于各项特征信息数据的汇总生成提示文本；

步骤二：对图例纸箱构建X-Y-Z三维坐标系，基于图例纸箱构建X-Y-Z三维坐标系，可确定图例纸箱各部位的具***置关系以及面积大小并获得纸箱参照图像；

步骤三：基于图例纸箱构建的X-Y-Z三维坐标系获得的纸箱参照图像以及抽取提示文本信息建立纸箱图像补全模型；

步骤四：将待补全的纸箱图片输入纸箱图像补全模型进行分析，补全纸箱图像。

作为本发明的进一步方案：提示文本生成过程为：基于图例纸箱将其拆解为表面、扎带、胶带、中缝等具体部分，通过对表面、扎带、胶带、中缝等具体部分进行分析，获得表面、扎带、胶带、中缝等具体部分特征，将图例纸箱表面划分为多个基准面，并将每个基准面上所包含的纸箱其他具体部分一一对应标记，获得各项特征信息数据并汇总生成提示文本。

作为本发明的进一步方案：确定图例纸箱各部位的面积大小的过程为：

步骤一：构建X-Y-Z三维坐标系，基于图例纸箱的构建的X-Y-Z三维坐标系，获取图例纸箱结构各个顶点的位置坐标，通过对图例纸箱结构各个顶点的位置坐标计算获得图例纸箱各表面面积；

步骤二：对图例纸箱各面所包括的其他部分进行面积计算：首先获得图例纸箱各面所包括其他部分的边缘顶点（其中边缘顶点为方便计算面积的位置点），然后通过边缘顶点的位置坐标获得图例纸箱各表面包含的其他部分的边长，通过边长的计算分析获得纸箱各表面包含的其他部分面积。

作为本发明的进一步方案：确定图例纸箱各部位的位置关系，具体过程为：基于获得的图例纸箱各顶点位置坐标和图例纸箱各表面包含的其他部分的边缘顶点位置坐标，以图例纸箱各顶点为基准点，计算获得图例纸箱各表面包含的其他部分边缘顶点与基准点的距离，确定图例纸箱各表面所包含其他部分的位置关系。

作为本发明的进一步方案：补全纸箱图像的方法包括：

方法一：统计需要补全的纸箱图像所涉及的纸箱表面数量并分析，计算所需要补全的纸箱图像面积并根据抽取的提示文本信息和纸箱参照图像对纸箱图像进行补全，生成纸箱样本；

方法二：基于构建的X-Y二维坐标系，获取图像剪裁轮廓，通过图像剪裁轮廓并根据提示文本信息和纸箱参照图像对纸箱图像进行重新补全，生成纸箱样本。

作为本发明的进一步方案：方法一的具体实施过程为：对所需要补全的纸箱图像与纸箱参照图像进行比对，统计所需要补全的纸箱图像涉及的纸箱各表面数量并进行像素格设置，计算不需要补全的纸箱图像像素格面积；

将获得的不需要补全的纸箱图像像素格面积与图例纸箱面积作差获得需要补全的纸箱图像的面积，基于获得的需要补全的纸箱图像的面积、提示文本内所包含的各部分信息特征以及参照图像内确定的各部分位置关系对纸箱图像进行补全。

作为本发明的进一步方案：方法二的具体实施过程为：在需要补全的纸箱图像构架X-Y二维坐标系，获取需要补全图像部分的所有边缘点，在坐标系的四个区间内选取四个基准点，对基准点进行画线处理获得图像剪裁的矩形轮廓，对剪裁后的图像部分进行面积计算并根据纸箱参考图像以及抽取提示文本信息按照矩形轮廓对图像进行重新补全。

本发明的有益效果如下：

1.本发明所述的一种多条件控制的纸箱样本生成方法，通过基于图例纸箱将其拆解为表面、扎带、胶带、中缝等具体部分，对表面、扎带、胶带、中缝等具体部分进行分析，获得表面、扎带、胶带、中缝等具体部分特征，将图例纸箱表面划分为多个基准面，并将每个基准面上所包含的纸箱其他具体部分一一对应标记，获得各项特征信息数据并汇总生成提示文本，根据提示文本内所记载的信息数据为图像补全的具体内容提供依据。

2.本发明所述的一种多条件控制的纸箱样本生成方法，通过基于图例纸箱的构建的X-Y-Z三维坐标系，获取图例纸箱结构各个顶点以及各部分边缘顶点的位置坐标，对图例纸箱结构各项的位置坐标计算获得图例纸箱各表面面积和纸箱各表面包含的其他部分面积，并确定图例纸箱各表面所包含其他部分的相互位置关系，对所需要补全的图像各部分进行具体的位置表征。

3.基于图例纸箱构建的X-Y-Z三维坐标系获得的纸箱参照图像和抽取提示文本信息建立纸箱图像补全模型，将所需要补全的纸箱图像输入纸箱图像补全模型进行分析，通过两种方法补全纸箱图像，补全纸箱图像过程中采用的定积分计算像素格面积准确获得需要补全的纸箱图像的面积，采用图像轮廓剪裁并进行重新补全方法极大的简化了较为复杂的补全步骤，提高纸箱图像补全的便捷性。

4.通过抽取提示文本信息以及图例纸箱参考图像对纸箱图像进行补全，可由多条件控制且改变图像纹理不会改变纸箱的位置，对纸箱的位置标注不会改变，一次标注，多次利用。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明实施例的流程图；

图2是本发明实施例补全纸箱图像方法一的示意图；

图3是本发明实施例补全纸箱图像方法二的示意图；

图4是本发明实施例计算补全纸箱面积的方法示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1所示，本发明实施例所述的一种多条件控制的纸箱样本生成方法，包括：

步骤一：基于图例纸箱将其拆解为表面、扎带、胶带、中缝等具体部分，通过对表面、扎带、胶带、中缝等具体部分进行分析，获得表面、扎带、胶带、中缝等具体部分特征，将获得表面、扎带、胶带、中缝等具体部分特征标记为A、B、C、D、E......，将图例纸箱表面划分为7个面（其中纸箱封口面为双层），将其标记为Ai1、Ai2、Ai3、Ai4、Ai5、Ai6、Ai7，以图例纸箱7个面为基准面，将扎带在不同基准面上的部分标记为Bi1、Bi2、Bi3、Bi4、Bi5、Bi6......，将胶带在不同基准面上的部分标记为Ci1、Ci2、Ci3、Ci4、Ci5、Ci6......，图例纸箱其他部分同上原理进行标注，此处不一一说明；

将获得的不同基准面上的部分一一对应获得各项特征信息数据，例如Ai1-Bi1-Ci1......、Ai2-Bi2-Ci2......、Ai3-Bi3-Ci3......；

将获取的各项特征信息数据汇总生成提示文本；

步骤二：以图例纸箱底面顶点作为原点，构建X-Y-Z三维坐标系，其中X、Y、Z轴分别重合图例纸箱的长、宽、高三条边线，基于图例纸箱构建X-Y-Z三维坐标系，可确定图例纸箱各部位的具***置关系以及面积大小，具体过程为：

S101，根据图例纸箱，获得图例纸箱各个顶点，将图例纸箱各个顶点标记为Si1、Si2、Si3、Si4、Si5......，基于图例纸箱的构建的X-Y-Z三维坐标系，获取图例纸箱结构各个顶点的位置，将图例纸箱各个顶点的位置标记为Si1（x1，y1，z1）、Si2（x2，y2，z2）、Si3（x3，y3，z3）、Si4（x4，y4，z4）......，根据获得各个顶点的位置坐标计算获得图例纸箱各个面的面积，例如：

预设Si1（x1，y1，z1）、Si2（x2，y2，z2）、Si3（x3，y3，z3）、Si4（x4，y4，z4）为纸箱上表面的四个顶点，其中根据顶点的坐标计算面积，具体通过各点之间xi、yi、zi的作差获得上边面的长与宽，将所获得上表面的长与宽进行乘积得到上表面的面积；

S102，对图例纸箱各面所包括的其他部分进行面积计算：首先获得图例纸箱各面所包括其他部分的边缘顶点（其中边缘顶点为方便计算面积的位置点），然后通过边缘顶点的位置坐标获得图例纸箱各面包含的其他部分的边长，通过边长的计算分析获得其面积；

S103，基于获得的图例纸箱各顶点位置坐标和图例纸箱各面包含的其他部分的边缘顶点位置坐标，以图例纸箱各顶点为基准点，计算获得图例纸箱包含的其他部分边缘顶点与基准点的距离，确定图例纸箱各面所包含其他部分的位置，其中各部分的位置关系可通过选取不同的最近基准点来进行具体表征，例如，假设纸箱上表面中的一部分需要进行图像补全（补全部分图像面积小于纸箱上表面面积），选取距离补全部分最近的基准点，通过选取的基准点与所需补全部分的多个边缘顶点进行距离计算，通过计算的距离以及位置坐标进行位置关系的表征；

将S101、S102、S103里获得信息数据汇总形成纸箱参照图像；

步骤三：基于图例纸箱构建的X-Y-Z三维坐标系获得纸箱参照图像和抽取提示文本信息建立纸箱图像补全模型；

步骤四：将待补全的纸箱图片输入纸箱图像补全模型进行分析，补全纸箱图像，具体补全过程为：

方法一：对所需要补全的图像与纸箱图像进行比对，将所需要补全图像涉及的纸箱各表面数量进行统计，假设图像补全涉及纸箱Ai1、Ai2、Ai3面，以Ai1举例说明；

对Ai1面进行像素格设置，计算Ai1面不需要补全的像素格面积，通过Ai1面不需要补全的像素格面积与原有完整的Ai1面积作差得到需要补全的像素格面积，（其中需要补全的像素格面积为需要补全的纸箱图像面积）；

对Ai1面不需要补全的像素格面积计算过程为：

统计上色的完整像素格数量，并计算所有完整像素格面积，将其标记为Li；

对上色不完整的像素格进行面积计算，如图2所示，对单个上色不完整的像素格内 不规则部分边缘点进行选取，将其标记为Di1、Di2、Di3、Di4、Di6......，将标记后的边缘点 进行曲线连接，取一个不完整像素格为例，以像素格边线为轴构建X-Y坐标系，对坐标系内 上色部分通过公式：计算面积，如图4所示，其中定积分几何意义为：当≥0时，积分在几何上表示由y=、x=a、x=b与x轴所围成的曲边梯形面 积；

当≤0时，积分在几何上表示由y=、x=a、x=b与x轴所围成的 曲边梯形位于x轴下方；

对所有不完整上色像素格进行数量统计，并获得所有不完整像素格的面积，将其标记为Ki;

将获得的所有完整像素格面积Li与所有不完整像素格的面积和Ki求和得到Ai1面不需要补全的像素格面积，将Ai1面不需要补全的像素格面积与原有参照图像记录的完整Ai1面积作差获得Ai1面需要补全图像的面积；

上述只是对Ai1面需要补全的图像面积进行计算，Ai1面所含其他需要补全的部分面积与上述同理获得，此处不做一一说明；

通过获得的Ai1面需要补全图像的面积、Ai1面包含的其他部分需要补全图像的面积，图例纸箱参照图像记录各部分的位置信息、提示文本记录的纸箱部分特征对纸箱图像进行补全，生成纸箱样本；

方法二：基于需要补全复杂不规则的图像，如图3所示，在需要补全的纸箱图像构架X-Y二维坐标系，X-Y二维坐标系原点位于需要补全纸箱图像部分的中心，获取需要补全图像部分的所有边缘点，在X轴上下区间内各选取一个距离X轴垂直距离最远的边缘点，将选取的边缘点标记为Zi1和Zi2，以Zi1和Zi2为基准点，作两条分别通过基准点Zi1和Zi2，且平行X轴的直线，同理在Y轴的左右的区间内各选取一个距离Y轴垂直距离最远的边缘点，选取的边缘点标记为Zi3和Zi4，以Zi3和Zi4为基准点，作两条分别通过基准点Zi3和Zi4，且平行Y轴的直线；

其中，所作四条直线相交形成一个矩形轮廓，按照矩形的轮廓对图像进行裁剪，裁剪掉需要补全的图像部分，然后按照规则的矩形轮廓对图像进行重新补全，首先根据选取的四个基准点在坐标系内的位置坐标计算矩形轮廓的大小，然后根据纸箱参考图像以及抽取提示文本信息并按照矩形轮廓对图像进行重新补全，生成纸箱样本。

工作原理，本发明首先对图例纸箱进行分解，将其拆分为表面、扎带、胶带、中缝等部分，将拆解的纸箱表面作为基准面，然后对每个基准面上所包含的扎带、胶带、中缝等其他部分进行对应标记，将所标记的内容汇总形成纸箱图像的提示文本；

基于图例纸箱，在图例纸箱内构建X-Y-Z三维坐标系，获得纸箱的各个顶点，将各个顶点作为基准点，通过各个基准点的位置坐标计算获得纸箱各个面的面积，通过X-Y-Z三维坐标系也可计算获得纸箱扎带、胶带、中缝等其他部分的面积，且纸箱各个面包含的扎带、胶带、中缝等其他部分可通过在坐标系内的位置坐标确定相互之间的位置关系；

基于图例纸箱构建的X-Y-Z三维坐标系获得纸箱参照图像和抽取提示文本信息建立纸箱图像补全模型，通过纸箱图像补全模型对输入的需要补全的纸箱图像进行补全，生成纸箱样本。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种多条件控制的纸箱样本生成方法，其特征在于：包括步骤一：对纸箱进行拆解，对拆解后的纸箱各具体部位进行标记并对应，获得各项特征信息数据，将各项特征信息数据汇总生成提示文本；

步骤二：对图例纸箱构建X-Y-Z三维坐标系，基于X-Y-Z三维坐标系，可确定图例纸箱各部位顶点的具体坐标，通过各部位顶点的具体坐标确定各部位的具***置关系以及面积大小并获得纸箱参照图像，其中确定面积大小过程为：

构建X-Y-Z三维坐标系，基于图例纸箱的构建的X-Y-Z三维坐标系，获取图例纸箱结构各个顶点的位置坐标，通过对图例纸箱结构各个顶点的位置坐标计算获得图例纸箱各表面面积；

对图例纸箱各面所包括的其他部分进行面积计算：首先获得图例纸箱各面所包括其他部分的边缘顶点，其中边缘顶点为方便计算面积的位置点，然后通过边缘顶点的位置坐标获得图例纸箱各表面包含的其他部分的边长，通过边长的计算分析获得纸箱各表面包含的其他部分面积；

步骤三：基于图例纸箱构建的X-Y-Z三维坐标系获得的纸箱参照图像以及抽取提示文本信息建立纸箱图像补全模型；

步骤四：将待补全的纸箱图片输入纸箱图像补全模型进行分析，方法一：通过构建的坐标系以及设置像素格将纸箱图像破损面积区域划分为规则面积区域和不规则面积区域，并标记纸箱破损区域内面积区域的边缘点，通过计算单个像素格面积以及数量获得规则区域面积，通过定积分计算不规则区域面积，将纸箱规则区域面积与不规则区域面积叠加求和获得纸箱图像破损区域面积，根据纸箱图像破损区域面积、提示文本和纸箱参照图像，补全纸箱图像并生成纸箱样本；

方法二：在需要补全的纸箱图像内构架X-Y二维坐标系，获取需要补全图像部分的所有边缘点，在坐标系的四个区间内选取四个基准点，对基准点进行处理获得图像剪裁的矩形轮廓，对剪裁后的图像部分进行面积计算并根据纸箱参考图像以及抽取提示文本信息按照矩形轮廓对图像进行重新补全。

2.根据权利要求1所述的一种多条件控制的纸箱样本生成方法，其特征在于：所述提示文本生成过程为：基于图例纸箱将其拆解为表面、扎带、胶带、中缝等具体部分，通过对表面、扎带、胶带、中缝等具体部分进行分析，获得表面、扎带、胶带、中缝等具体部分特征，将图例纸箱表面划分为多个基准面，并将每个基准面上所包含的纸箱其他具体部分一一对应标记，获得各项特征信息数据并汇总生成提示文本。

3.根据权利要求1所述的一种多条件控制的纸箱样本生成方法，其特征在于：所述确定图例纸箱各部位的位置关系，具体过程为：基于参考获得的图例纸箱各顶点位置坐标和图例纸箱各表面包含的其他部分的边缘顶点位置坐标，以图例纸箱各顶点为基准点，计算获得图例纸箱各表面包含的其他部分边缘顶点与基准点的距离，确定图例纸箱各表面所包含其他部分的位置关系。

4.根据权利要求1所述的一种多条件控制的纸箱样本生成方法，其特征在于：所述补全纸箱图像的方法包括：

统计需要补全的纸箱图像所涉及的纸箱表面数量并分析，计算所需要补全的纸箱图像面积并根据抽取的提示文本信息和纸箱参照图像对纸箱图像进行补全，生成纸箱样本。

5.根据权利要求1所述的一种多条件控制的纸箱样本生成方法，其特征在于：所述补全纸箱图像的方法还包括：

基于构建的X-Y二维坐标系，获取图像剪裁轮廓，通过图像剪裁轮廓并根据提示文本信息和参照图像对纸箱图像进行重新补全，生成纸箱样本。

6.根据权利要求5所述的一种多条件控制的纸箱样本生成方法，其特征在于：所述方法的具体实施过程为：对所需要补全的纸箱图像与纸箱参照图像进行比对，统计所需要补全的纸箱图像涉及的纸箱各表面数量并进行像素格设置，计算不需要补全的纸箱图像像素格面积。

7.根据权利要求5所述的一种多条件控制的纸箱样本生成方法，其特征在于：所述方法的具体实施过程还包括：将获得的不需要补全的纸箱图像像素格面积与纸箱参照图像面积作差获得需要补全的纸箱图像的面积，基于获得的需要补全的纸箱图像的面积、提示文本内所包含的各部分信息特征以及参照图像内确定的各部分位置关系对纸箱图像进行补全。