利用美学重现自动修补平面有纹理的物品如木板.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200980137012.6

申请日:

2009.09.03

公开号:

CN102159368A

公开日:

2011.08.17

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):B27G 1/00申请公布日:20110817|||实质审查的生效IPC(主分类):B27G 1/00申请日:20090903|||公开

IPC分类号:

B27G1/00

主分类号:

B27G1/00

申请人:

堡盟创新技术股份公司

发明人:

R·马森

地址:

瑞士弗劳恩费尔德

优先权:

2008.09.22 DE 102008048383.4

专利代理机构:

中国国际贸易促进委员会专利商标事务所 11038

代理人:

饶辛霞

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内容摘要

本发明涉及一种用于修补具有天然图案的面特别是木板的自动系统,其中在自动识别和通过填料或暗销接合修补缺陷部位之后通过一个数字控制的装饰过程特别是一种喷墨印刷技术局部装饰反感可见的修补部位。在这种情况下,除适用于识别缺陷部位的图像发送器外还由一个特别是彩色的扫描器按图像检测所述板。从板的整体色彩和结构特征以及每一单个缺陷区域的局部的色彩和结构特征自动地导出待施加的局部的装饰图案,该装饰图案可使缺陷部位本身变成不再是可见的并且不仅局部地而且整体地给予板一种符合要求的美学外观。

权利要求书

1: 用于自动修补一个平面物品的一个有纹理的表面的方法, 其中 - 借助至少一个图像生成扫描器检测平面物品例如一块板的具有至少一个缺陷部位的 有纹理的表面, - 借助一个计算装置根据利用图像生成扫描器录制的图像数据检测至少缺陷部位的位 置, 优选也检测尺寸和 / 或形状, - 借助一个计算机控制的修补工具修补缺陷部位, 例如通过补入一种填料, 必要时先去 掉表面的材料, - 根据图像数据检测表面纹理, 以及 - 借助计算装置测定一种仿造表面纹理的色彩, 并且 - 利用一个装饰装置计算机控制地将先前测定的、 仿造表面纹理的色彩涂覆到修补的 缺陷部位上。
2: 按照上述权利要求所述的方法, 其特征在于, 根据图像数据检测在缺陷部位的邻域 中的纹理并且测定一个仿造表面纹理的色彩, 该色彩产生一种纹理, 该纹理延续缺陷部位 的邻域的现有的纹理元素。
3: 按照上述权利要求之一所述的方法, 其特征在于, 实施下列方法步骤 : - 利用至少一个对探测缺陷部位所需要的第一图像生成扫描器, 测定在平面物品的有 纹理的表面中的缺陷部位, - 利用至少一个另外的、 优选彩色的图像生成扫描器, 由平面物品的有纹理的表面的全 图像计算出利用自动图像评价方法描述的用于整体美学印象、 特别是用于图案的整体颜色 印象和视觉印象的特征, - 在利用由第一扫描器获得的缺陷部位的位置和形状信息情况下, 由所述另外的扫描 器的图像获得相应的缺陷部位的图像部分, 其中这些图像部分分别包括缺陷部位本身和其 较接近的周围, 并且由这些图像部分计算出利用自动图像评价方法描述的用于局部美学印 象的特征, - 在优选通过自动铣削、 引入填料或暗销接合或其他物理修理技术修补物理的缺陷部 位之后, 利用一个可数字定位的、 可电子像点方式控制的装饰装置, 在使用对板的整体美学 视觉印象负责的特征和对所涉及的缺陷部位的局部美学印象负责的特征情况下, 个别地这 样装饰每个修补的缺陷部位的区域, 以致板在修理的缺陷部位的部位显示出一种尽可能接 近无缺陷的板的视觉印象和 / 或整个修补的板显示出一种通过选择局部的装饰图案引起 的、 符合要求的美学总体印象。
4: 按照上述权利要求之一所述的方法, 其特征在于, 待修补的表面是一种天然木材表 面或天然石材表面。
5: 按照权利要求 1 所述的方法, 其特征在于, 借助一台可像点方式控制的喷墨印刷机 涂覆色彩。
6: 按照上述权利要求之一所述的方法, 其特征在于, 计算装置在测定仿造表面纹理的 结构化的色彩时将纹理元素延续到修补的缺陷部位中, 其中测定邻接结构元素的完好表面 区域的变化并且这样算出待施加的色彩, 以致该色彩包含紧接着现存的纹理元素的纹理元 素。
7: 按照上述权利要求之一所述的方法, 其特征在于, 为了实现一种符合要求的整体美 2 学印象, 除各缺陷部位外也局部地装饰一些没有缺陷的部位。
8: 按照上述权利要求之一所述的方法, 其特征在于, 借助计算装置通过由纹理的图像 数据克隆一个区域的方式测定一个待涂覆到缺陷部位上的色彩的图像。
9: 按照上述权利要求之一所述的方法, 其特征在于, 计算装置利用下列步骤递推地测 定一个仿造表面纹理的色彩 : - 确定纹理的一个基准部分, - 相对于一个待重新确定的具有一个或多个像素的图像元素, 选择先前已确定的像素 的一个邻域, - 在基准部分中寻找一个邻域, 该邻域在色值方面如此程度地与待重新确定的图像元 素的邻域的色值一致, 以致对应像素的色值的偏差小于一个预定的极限值, - 在基准部分中寻找在局部关系上相对于其所属的邻域与待重新确定的图像元素一致 的图像元素, 以及 - 然后将该图像元素的色值在关于邻域的相应的部位上记录到待确定的纹理图像中。
10: 按照上述权利要求所述的方法, 其特征在于, 将来自缺陷部位的邻域的现存纹理外 插到缺陷部位的区域内, 其中从除缺陷部位的区域外还包括具有尚存纹理的邻接区域的图 像数据出发, 并且在确定色彩的一个待重新测定的图像区域的邻域的色值时, 将这些纹理 区域一起包括到邻域内, 以便然后从基准部分寻找适合于这个在缺陷部位旁边尚存的纹理 的图像元素, 并且记录到待涂覆的色彩的图像上。
11: 用于修复在平面物品的有纹理的表面内的缺陷部位的自动修补设备, 包括下列装 置: - 至少一个图像生成扫描器, 用于录制有纹理的表面的一个典型数字图像, - 一个计算装置, 该计算装置连接到图像生成扫描器上, 从而图像生成扫描器的图像数 据可以传送到计算装置并且由该计算装置进行评价, 其中计算装置为此安排成由接收的图 像数据检测一个缺陷部位的至少位置、 优选还有尺寸和 / 或形状, 以及根据图像数据检测 表面纹理, 特别是在缺陷部位的邻域中的表面纹理, 并且测定一种仿造表面纹理的色彩, - 一个与计算装置连接的自动修补装置, 该修补装置修补缺陷部位并且与计算装置连 接而且由计算装置根据由计算装置测定的缺陷部位的位置坐标、 必要时还有测定的形状和 / 或尺寸的数据进行控制, 以及 - 一个装饰装置, 该装饰装置同样与计算装置连接, 以便受控地通过计算装置将先前由 计算装置测定的、 仿造表面纹理的色彩涂覆到修补的缺陷部位上。
12: 按照上述权利要求所述的自动修补设备, 其特征在于, 通过下列单元传送并处理待 自动修补的面 : a) 通过利用至少一个适用于探测缺陷部位的图像生成扫描器, 该图像生成扫描器利用 一个计算单元和一个图像评价程序探测缺陷部位并且测定其形状和位置以及用于自动修 复所需要的信号, b) 通过至少一个另外的、 优选彩色的图像生成扫描器, 该图像生成扫描器利用计算单 元和一个图像评价程序测定利用自动图像评价描述的用于整体美学印象、 特别是用于图案 的整体颜色印象和视觉印象的特征, c) 一个数据传输装置, 该数据传输装置将缺陷部位的部位和形状信息从按 a) 的计算 3 单元向按 b) 的计算单元转送, d) 自动修补设备, 具有至少一个可数字定位的单元, 用于修复缺陷部位, e) 装饰装置, 具有至少一个可数字定位的和可电子控制的装饰单元, 用于用美学图案 装饰修复的缺陷部位, 所述图案由按 b) 的计算单元测定。

说明书


利用美学重现自动修补平面有纹理的物品如木板

    背景技术 在地板工业中、 在家具工业中以及在建筑结构中很大量地使用由实木制成的或具 有一种天然木材表面的板。由于天然木材的高价格, 这些板常常由一个由多层纤维板或价 格便宜的木材制成的复合体和一个较薄的可见的由天然木材贴面或天然实木制成的层构 成, 后者对于美学印象是决定性的。由于天然材料木材总是具有许多缺陷部位如松动的或 腐朽的节孔、 切开的髓管、 裂纹等, 必须局部修补这些缺陷部位, 以便确保表面的一种很好 的物理质量 ( 平整度、 密封性等 )。
     在大多数的木板生产中仍然手工地实施这种过程。 大量员工都单纯凭视力检查一 块板的表面、 用一个手工工具铣削缺陷部位如节孔、 髓管等并且通过引入一种填料或通过 打入一个预制的木销修补这些铣出的部位。有时该修补人员可支配多种填料颜色, 这样他 们可以选择最接近木材原色的颜色。尽管如此, 修补的部位的美学质量与一个无缺陷的面 相比仍是很低的。如图 1 在一幅 ( 由于印刷技术的原因限于一种纯图形的黑 / 白描述 ) 的 图中所示的那样, 引入一个节孔中的填料仍然是反感可见的。 由一个光滑的、 均质的填料表 面取代了节孔的天然的纹理。即使在插入一个预制的暗销时, 修补部位也仍然是极其可见 的。虽然人员花费很高并且与其相联系的用于修补一块板的通常许多缺陷部位的高成本, 这些只纯物理修补的板在其美学质量方面远远地不再可与一个无缺陷的板相比并因此受 到相应的贬值。
     最近以来提供了一些自动修补系统, 它们由一种组合构成, 该组合包括一个用于 探测木板上的缺陷部位的图像处理系统和一个紧接着的、 配备机械手的用于局部铣削和引 入填料或暗销接合的设备。
     挪威的公司 Argus Control SA(“http://www.argoscontrol.no” ) 提供了一种 “Argos 板修理系统” , 它包括一个用于探测和确定待修理的缺陷部位的位置的光学黑 / 白 扫描器以及一个用于铣削和填塞缺陷部位的数字控制的 XYZ 轴系统。
     Baumer Inspection GmbH 公司, Konstanz(http://www.baumerinspection.com) 以标志 ColourBrain -Putty 同样提供了一些自动修补系统, 它们包括一个专门的、 多传 感的扫描器以及一个自动的铣刀和刮刀系统或暗销安装系统。
     两种已知的系统与纯手工的处理方式相比能够降低用于物理修补具有木材表面 的板的成本和时间需要。但在至今已知的系统中, 修补部位由于表面纹理的中断仍然是可 见的。
     发明内容 因此对一种自动的木板修补系统具有高的经济的和技术的需求, 它能够不仅通过 一个修补过程修补木板的物理质量, 而且还使修补的板产生一种尽可能接近无缺陷的板的 美学质量。
     通过各独立权利要求的主题达到该目的, 本发明的有利的实施形式和进一步构成 在各相应的从属权利要求中给出。按照本发明, 通过下列方法步骤研究待自动修补的板达
     到所述目的 :
     1. 利用至少一个对探测物理的缺陷部位所需要的图像生成扫描器, 以下称为 “缺 陷扫描器” , 测定在板中的物理缺陷部位,
     2. 利用至少一个另外的、 优选彩色的图像生成扫描器, 以下称为 “美学扫描器” 或 “纹理扫描器” , 由板的全图像计算出利用自动图像评价方法描述的用于整体美学印象、 特 别是用于图案或纹理的颜色印象和视觉印象的特征,
     3. 在利用由缺陷扫描器获得的缺陷部位的位置和形状信息情况下, 由美学扫描器 的图像获得相应的缺陷部位的图像部分, 其中这些图像部分分别包括缺陷部位本身和其较 接近的周围, 并且由这些图像部分计算出利用自动的图像评价方法描述的用于局部美学印 象的特征,
     4. 在通过自动铣出、 引入填料或暗销接合或其他物理修理技术修补物理的缺陷部 位之后, 利用一个可数字或可计算机控制地定位的、 可电子像点方式控制的装饰装置, 在使 用对板的整体美学视觉印象负责的特征和对所涉及的缺陷部位的局部美学印象负责的特 征情况下, 个别地这样装饰每个修补的缺陷部位的区域, 以致板在修理的缺陷部位的部位 显示出一种尽可能接近无缺陷的板的视觉印象和 / 或整个修补的板显示出一种通过选择 局部的装饰图案引起的、 符合要求的美学总体印象。 利用本发明这样提供一种用于特别以天然图案化的面自动修补缺陷部位的方法, 其中局部的修复留下一种与无缺陷的表面相比此外视觉上反感的印象, 其中在这里通过在 缺陷部位重现或仿造纹理, 将其修复得尽可能不引人注目。
     在上述的各方法步骤中设置两个图像生成扫描器, 但它们也可以组合成一个单独 的扫描器。
     另外总体上描述用于实施用于自动修补一个平面物品的一个有纹理的表面的方 法, 即:
     - 借助一个图像生成扫描器检测平面物品例如一块板的具有至少一个缺陷部位的 有纹理的表面,
     - 借助一个计算装置根据利用图像生成扫描器录制的图像数据检测至少缺陷部位 的位置, 优选也检测其尺寸和 / 或形状,
     - 借助一个计算机控制的修补工具修补缺陷部位, 例如通过补入一种填料, 必要时 先去掉表面的材料,
     - 根据图像数据检测表面纹理, 以及
     - 借助计算装置测定一种仿造表面纹理的结构化的色彩, 并且
     - 利用一个装饰装置计算机控制地将先前测定的、 仿造表面纹理的色彩涂覆到修 补的缺陷部位上。
     一种相应的用于修复在平面物品的有纹理的表面内的缺陷部位的自动修补设备 为此包括下列装置 :
     - 至少一个图像生成扫描器, 用于录制有纹理的表面的一个典型数字图像,
     - 一个计算装置, 该计算装置连接到图像生成扫描器上, 从而图像生成扫描器的图 像数据可以传送到计算装置并且由该计算装置进行评价, 其中计算装置为此安排成由接收 的图像数据检测一个缺陷部位的至少位置、 优选还有尺寸和 / 或形状, 以及根据图像数据
     检测表面纹理, 特别是在缺陷部位的邻域中的表面纹理, 并且测定一种仿造表面纹理的结 构化的色彩,
     - 一个与计算装置连接的自动修补装置, 该修补装置修补缺陷部位并且与计算装 置连接而且由计算装置根据由计算装置测定的缺陷部位的位置坐标、 必要时还有测定的形 状和 / 或尺寸的数据进行控制, 以及
     - 一个装饰装置, 该装饰装置同样与计算装置连接, 以便受控地通过计算装置将先 前由计算装置测定的、 仿造表面纹理的色彩涂覆到修补的缺陷部位上。
     可以例如通过钻孔或铣出去掉在缺陷部位的表面的材料。 如果缺陷部位是纹理的 一个纯彩色的干扰, 则必要时也可以考虑一个覆盖的涂层而不是去掉材料, 以便掩饰缺陷 部位。
     为了借助计算装置测定待涂覆到缺陷部位上的色彩的一个图像, 按照本发明的一 种简单的实施形式, 可以由纹理的图像数据克隆一个适合的区域。
     点阵式印刷设备特别适合用作为用于产生单个纹理的装饰装置的组成部分, 该点 阵式印刷设备因此通过计算机控制地设置各个像点产生一个印刷图像。 在这方面特别适用 按需喷墨式印刷设备, 例如喷墨印刷机。一种这样的印刷机可以容易地几乎个别计算机控 制地产生任意的纹理。 为了实现一种尽可能不引人注目的修复或一种尽可能逼真的纹理仿造, 在本发明 的有利的进一步构成中, 计算装置为此安排成在测定仿造表面纹理的结构化的色彩时使纹 理元素延续到修补的缺陷部位中。 在此也就是测定邻接结构元素的完好表面区域的变化并 且这样例如以图像数据的形式算出待施加的色彩, 以致该色彩包含紧接着现存的纹理元素 的纹理元素。换言之, 在将邻接缺陷部位的表面区域的纹理包括在内情况下由计算装置算 出一个在缺陷部位内的纹理, 它外插邻接的纹理。
     对此具有各种不同的可能性。一种简单的可能性在于, 优选在缺陷部位的邻域中 克隆表面的一个基准图像部分并且接着对其进行匹配。 为了尽可能将该纹理和该图像部分 的结构隐蔽起来, 可以使该图像部分然后以适合的方式变形。对此适用单边或双边的拉伸 和压缩、 旋转、 定标和剪切。
     按照本发明的另一种实施形式, 为了产生纹理的仿造, 采用纹理的一个基准部分, 亦即采用例如在表面的一个完好的部位上的纹理的一部分的一个图像。 当然该基准部分也 可以在一个另外的具有相应纹理的表面上或也可以合成地得到。 对于很好地仿造纹理来说 有利的仅仅是, 基准部分具有对于表面纹理来说典型的结构化。通过相对一个待重新确定 的图像元素例如以一个单独的像素或多个像素形式选择先前已确定的像素的一个邻域的 方式, 递推地产生纹理的一个图像。
     然后以该邻域的形状在基准部分内寻找一个图像元素, 它在色值上尽可能地与待 重新确定的图像元素的邻域的色值一致。在这里可以相互比较对应像素的色值的总和, 优 选加权的总和。如果总和的偏差小于一个预定的极限值, 则认为在基准部分内的图像元素 是有效的。一般来说, 如果这在色值上如此程度地与待重新确定的图像元素的邻域的色值 一致, 以致与对应像素的色值的偏差小于一个预定的极限值, 则在基准部分内找到所述图 像元素。
     现在在基准部分内寻找在局部关系上相对于其属于的邻域与待重新确定的图像
     元素一致的图像元素。 然后将该图像元素的色值在关于邻域的相应的部位上记录到待确定 的纹理图像中。然后以一个图像元素重复该方法, 该图像元素优选邻接先前确定的图像元 素。通过重复该方法步骤, 这样逐步地以色值充满图像。
     也可以利用这样的算法, 以便将来自附近的现存纹理外插到缺陷部位的区域内。 为此从除缺陷部位的区域外还包括具有尚存纹理的邻接区域的图像数据出发。 然后在确定 一个待重新测定的图像区域的邻域的色值时, 将这些纹理区域一起包括到邻域内, 以便然 后从基准部分寻找适合于这个在缺陷部位旁边尚存的纹理的图像元素, 并且记录到待涂覆 的色彩的图像上。 附图说明 拟示例性地但非限制性地借助在一个木材表面中的一个典型的缺陷部位即一个 节孔说明本发明构思。为此利用下列各附图 :
     图 1 用于借助一个自动的修补装置修补木板的方法步骤。
     图 2 示出一个带有缺陷的木材表面。
     图 3 示出在图 2 中所示的木材表面的缺陷部位在修补之后的情况。
     图 4 用于借助一个自动的修补装置利用美学仿造表面纹理修补木板的方法步骤。
     图 5A 至 5C 示出用于在缺陷部位上测定和涂覆一种具有纹理元素的色彩的方法步 骤, 它们在缺陷部位的邻域内延续现存的纹理元素。
     图 6A 至 6C 中示出用于仿造在一块石板的一个修补的区域内的纹路的方法步骤, 其中通过多个较小的图像元素递推地补充所述纹理。
     具体实施方式
     图 1 简化地示出一个按现有技术的用于具有天然木材表面 11 的板的自动的修补 装置, 包括一个用于识别物理缺陷 15 和用于测量其位置的黑 / 白扫描器 12、 一个用于将一 个铣刀移动到缺陷部位 16 的第一直角坐标 XYZ 机械手 13、 一个用于将一个填料注入工具移 动到铣出的缺陷部位 17 的第二直角坐标 XYZ 机械手 14。 关于修补的步骤方面, 一个这种类 型的装置也可以用于按照本发明的方法, 或用作为按照本发明的装置的组成部分。
     图 2 示出一个具有一个腐朽的、 脱落的节孔的木材表面 21 在通过填塞修补之前 22 和之后 23。 缺陷部位由于修补的节孔 23 的均质的、 未用图案装饰的填料在视觉上可很显眼 和反感地看到, 尽管填料的色调很好地匹配于木材表面的色调。
     图 3 示出在按照本发明通过借助一种喷墨印刷重现或仿造天然的木材纹路的装 饰之后的缺陷部位, 简化地描绘为黑 / 白线条图形。
     图 4 示出一个利用按照本发明的自动美学重现用于具有一个天然木材表面的板 11 的自动修补装置, 包括一个用于识别缺陷 15 和用于测量其位置的黑 / 白扫描器 12, 它将 用于评价的原图像数据传送到图像计算机 45, 该图像计算机通过图像评价测定用于控制第 一直角坐标 XYZ 机械手 13 的信息以便将一个铣刀移动到缺陷部位并且铣出该缺陷部位 16 以及将用于填塞铣出的缺陷部位的信息传送到一个第二直角坐标 XYZ 机械手 14 以便将一 个填料注入工具移动到铣出的缺陷部位 17, 此外还包括一个用于检测板的彩色卓越的扫描 器 41, 它将图像数据传送到一个图像计算机 46 以便不仅测定板的整体美学特征而且还测定在每个缺陷部位的区域内的局部的美学特征, 其中, 将缺陷部位的位置和形状信息经由 数据线路 47 从计算机 45 传送到计算机 46, 还包括一个由计算机 46 控制的第三直角坐标 XYZ 机械手 42, 用于移动和控制一个喷墨印刷头 43, 以便局部地装饰相应的缺陷部位。
     按照如在图 1 中的现有技术, 借助一个非彩色图像生成扫描器 12 检查一个具有待 修补的缺陷部位的木板的物理缺陷部位的存在情况, 缺陷部位在该实例中是一个节孔 15。 在这种情况下测定缺陷部位的形状和位置信息并将其传送到一个可数字定位的铣刀 13。 拟 例如以一个直角坐标 XYZ 机械手实现该定位单元。各位置涉及一个与板相关联的坐标系, 例如前左角。
     在铣削之后, 将板移到一个第二单元中, 其中将一个填料头数字地移动到缺陷部 位并在那里填满铣孔。
     直到 8 平方米大的板通常包括许多缺陷部位。也可以使用摆动臂机械手代替直角 坐标的定位。
     在填补之后, 整个板表面通常被磨平并且设有一层透明的保护漆。
     如在图 2 中示例性地在一块具有一个黑暗的节孔 22 的板 21 上说明的那样, 该缺 陷部位在填塞之后还是反感可见的, 因为光滑的填料 23 甚至在选择的色调情况下也显示 出不同于特别的木材纹路的光滑面。
     因此按照本发明, 如在图 3 中示例性示出的那样, 利用一个可数字定位的彩色喷 墨印刷头将一个这样的图案和一种这样的色彩印刷到光滑的缺陷部位上, 以致邻域的天然 结构在缺陷部位上延续并且颜色不仅匹配于缺陷部位的邻域而且匹配于板的整个颜色印 象。
     为此如图 4 中所示的那样, 一个按照现有技术的自动修补站围绕一个计算装置利 用下列各单元扩展 :
     利用一个附加的、 通常彩色的图像发送器 41, 生成整块板的一个彩色图像并且将 其传送到一个评价装置 46, 利用一个附加的定位单元 42 将一个可数字控制的装饰头例如 一个彩色喷墨印刷头引导到光滑填补的缺陷部位上并在那里将一个装饰的图案印刷到反 感的光滑部位上。在此将位置信息从评价扫描器 12 的图像信号的评价计算机 45 经由一个 内部的或外部的数据线路 47 传送到装饰计算机 46。
     当然, 印刷过程优选在填补后磨平的板上实施, 以便得到清晰而简洁的装饰图案。
     装饰图案的确定在此遵循两个准则 :
     a) 由彩色扫描器的全图像确定整体美学特征如占主导的色调、 色调统计以及木材 纹路的相应的特征。这样的方法对于检查天然木材领域的技术人员来说是已知的。这些特 征控制用于木材背景还有用于纹路的喷墨印刷机的总体色调,
     b) 由围绕每个缺陷部位的部分图像测定木材纹路的局部的美学特征, 例如局部的 背景颜色、 在该部位的纹路的颜色、 纹路的密度、 方向和曲率变化等。
     可以借助一种计算机模拟经由一些参数控制这些特征, 以便产生木板的一种符合 要求的局部及整体印象。
     如果例如要在修补之后产生一种质朴的板, 则人们宁可这样装饰缺陷部位, 以致 这些缺陷部位仿造节孔、 树脂瘿等元素。 如果要产生一种细结构的贵重的板, 则人们主要这 样装饰修补的节孔, 以致天然的纹路在填补部位上延续。由此按照本发明的方法不仅允许这样修补板, 以致没有任何反感的填补部位仍然 是可见的。经由装饰过程的电子的控制, 通过填补部位的一种相应的局部装饰可以控制板 的整体外观继而由具有一种低的天然美学质量的板生产出具有一种高的美学质量的板。 这 不仅是一个大的经济的优点而且是一个生态的优点, 它允许更好地利用低的木材质量。
     这样的特征的取得和产生对于计算机模拟领域的技术人员来说是已知的。 3D 模拟 程序例如 3D Studio Max 或 Alias Wavefront 现在全都具有纹理生成器, 借其可以模拟或 由当前的各图像中精选出天然的材料如木材的彩色纹理。 这些经由一些参数在多方面是可 控制的。
     按照本发明, 可数字控制的装饰过程并不限于喷墨印刷技术的应用, 具有用于局 部烧焦木材表面的高温尖端的热转移印刷机、 简单的机械手也是本发明构思的组成部分。
     因此本发明构思包括所有适用于装饰改变一块木板的一个修补的缺陷部位的方 法的全体。 更易理解的是, 按意义也将这些本发明构思用于其他的天然产品如天然石材、 大 理石上。
     本发明构思并不限于通过填补或暗销接合的修补。 它包括所有用于局部物理缺陷 在美学面方面的修理技术, 例如也包括填充泡沫、 局部的去除、 借助一个覆盖层的覆盖等。 本发明构思包括所有图像生成扫描器, 如点阵式摄像机和行扫描摄像机、 光谱选 择性的摄像机、 飞点扫描器、 3D 扫描器和多传感的扫描器, 它们供给待修补表面的一个电子 图像。
     本发明构思还包括扫描器, 它们能够同时探测一些缺陷部位并且取得表面的美学 特征。依此任选分配到两个分开的扫描器中, 如它们在图 4 中所示的那样。
     本发明构思还包括利用适合的图案附加局部装饰没有缺陷的部位, 以便给予所述 板一种符合要求的外观。这样例如一个少结构化的板可以通过用节孔图案和 / 或树脂瘿装 饰在少结构化的部位进行附加装饰给予一种质朴的外观并因此生产一种新产品。
     图 5A 至 5C 示出一些用于在缺陷部位上测定和涂覆一种具有纹理元素的色彩的方 法步骤, 它们在缺陷部位的邻域内延续现存的纹理元素。
     图 5A 首先示出一个用填料 23 修补的木板 21 的表面的一部分。通过木材纹路的
     具有黑暗的后期木线
     36 的增长区确定表面纹理。为了测定被填料填满的区域的一种适合的结构化的色彩, 现在由计算装置按照纹 理的一个部分从图像数据寻找, 克隆哪个用来延续纹理。 换言之, 将一个完好的表面区域的 录像的图像数据供给装饰装置, 然后由该装饰装置将其色彩信息印到缺陷部位上。
     图 5B 示出了板 21 的一个在图 5A 中用虚线画出的完好纹理的图像区域, 该图像区 域被选择用于克隆并且在其形状方面与填满的缺陷部位一致。
     图 5C 示出具有通过装饰装置施加到缺陷部位上的区域 50 的印样 51 的板。对于 印样来说, 区域 50 稍稍伸出并且与邻接缺陷部位的纹理重叠。在这里一种改善的匹配还可 以这样实现, 即还通过这样旋转、 压缩、 拉伸和 / 或剪切所述区域 50 的方式, 以致实现与邻 接的纹理的一种尽可能好的匹配。例如为此在邻接纹理和区域 50 的边缘上的线型可以相 互匹配。并且周围的纹理的与众不同的纹理元素在这里亦即后期木线 36 仍可以部分地通 过颜色覆盖, 并且印上的、 仿造的后期木线朝印样 51 的边缘那边减弱, 以便实际的和印上 的线平缓地相互过渡。在修好的区域内的纹路的仿造的另一种可能性在于, 通过多个较小的图像元素补 充纹理。图 6A 至 6C 示出一种这样的方法的一个实例, 其中递推地补充较小的相互协调的 图像区域。
     首先再次选择纹理的一个基准部分。在这里一块石板 52 例如一块花岗石板用作 为实例。图 6A 示出具有一个已用填料 53 封闭的缺陷部位 54 的表面的一部分。但下面说 明的方法也可相应地用于其他的纹理, 例如一块木板的纹路。
     首先由图像生成扫描器的图像数据确定纹理的一个基准部分 56。
     现在应该为表面的用填料 53 覆盖的区域 54 测定一种结构化的色彩, 它尽可能等 于基准部分 56 的纹理。为了简便起见, 在这里然后发送到装饰装置的待确定的色值的图像 在形状和尺寸上与缺陷部位的填补的区域 54 一致。
     附加地值得追求的是, 不中断在填补的区域的边缘上的纹理。因此色彩应该是这 样的, 即围绕填料的区域的纹理的形状元素连续地延续到缺陷部位中。
     现在由计算装置确定一个待重新确定的图像元素 57 的位置和一个邻接图像元素 57 的邻域 58。 图像元素 57 设置在缺陷部位的边缘, 以便在邻域 58 中存在完好纹理的部分。
     然后以该邻域 58 的形状在基准部分 56 内寻找一个图像元素 59, 它在色值上尽可 能好地与待重新确定的图像元素 57 的邻域 58 的色值一致。利用按这种方式找到的图像元 素 59 现在可以确定一个图像元素 60 的位置。该图像元素 60 相对于图像元素 59 具有相同 的相对位置, 就如同待重新确定的图像元素 57 相对于邻域 58 那样。换言之, 在这里在基准 部分内寻找图像元素 60, 它在局部关系上相对于其所属的邻域 58 与待重新确定的图像元 素 57 一致。 图 6B 为此放大地示出找到的图像元素 60。
     然后将该图像元素 60 的色值在关于邻域的相应的部位上记录到待确定的纹理图 像中, 亦即记录到图像元素 57 上。 这种情况示于图 6C 中。 在记录图像元素 57 的色值之后, 则确定一个另外的、 邻接的具有邻域 62 的图像元素 61 的位置。该邻域 62 现在也包括仿造 的纹理的一些部分。如同以前关于图像元素 57 在基准部分 56 内再次寻找一个适合的邻域 59 并且确定局部所属的图像元素 60 那样, 然后将其色值再次记录到图像元素 61 中。优选 重复该方法, 直到填满为控制装饰装置而设定的具有色值的图像为止。
    

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1、(10)申请公布号 CN 102159368 A (43)申请公布日 2011.08.17 CN 102159368 A *CN102159368A* (21)申请号 200980137012.6 (22)申请日 2009.09.03 102008048383.4 2008.09.22 DE B27G 1/00(2006.01) (71)申请人 堡盟创新技术股份公司 地址 瑞士弗劳恩费尔德 (72)发明人 R马森 (74)专利代理机构 中国国际贸易促进委员会专 利商标事务所 11038 代理人 饶辛霞 (54) 发明名称 利用美学重现自动修补平面有纹理的物品如 木板 (57) 摘要 本发明涉及。

2、一种用于修补具有天然图案的面 特别是木板的自动系统, 其中在自动识别和通过 填料或暗销接合修补缺陷部位之后通过一个数字 控制的装饰过程特别是一种喷墨印刷技术局部装 饰反感可见的修补部位。在这种情况下, 除适用 于识别缺陷部位的图像发送器外还由一个特别是 彩色的扫描器按图像检测所述板。从板的整体色 彩和结构特征以及每一单个缺陷区域的局部的色 彩和结构特征自动地导出待施加的局部的装饰图 案, 该装饰图案可使缺陷部位本身变成不再是可 见的并且不仅局部地而且整体地给予板一种符合 要求的美学外观。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2011.03.21 (86)PCT申请的申请数据 。

3、PCT/EP2009/006390 2009.09.03 (87)PCT申请的公布数据 WO2010/031500 DE 2010.03.25 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 3 页 说明书 7 页 附图 6 页 CN 102159374 A1/3 页 2 1. 用于自动修补一个平面物品的一个有纹理的表面的方法, 其中 - 借助至少一个图像生成扫描器检测平面物品例如一块板的具有至少一个缺陷部位的 有纹理的表面, - 借助一个计算装置根据利用图像生成扫描器录制的图像数据检测至少缺陷部位的位 置, 优选也检测尺寸和 / 或形状, - 。

4、借助一个计算机控制的修补工具修补缺陷部位, 例如通过补入一种填料, 必要时先去 掉表面的材料, - 根据图像数据检测表面纹理, 以及 - 借助计算装置测定一种仿造表面纹理的色彩, 并且 - 利用一个装饰装置计算机控制地将先前测定的、 仿造表面纹理的色彩涂覆到修补的 缺陷部位上。 2. 按照上述权利要求所述的方法, 其特征在于, 根据图像数据检测在缺陷部位的邻域 中的纹理并且测定一个仿造表面纹理的色彩, 该色彩产生一种纹理, 该纹理延续缺陷部位 的邻域的现有的纹理元素。 3. 按照上述权利要求之一所述的方法, 其特征在于, 实施下列方法步骤 : - 利用至少一个对探测缺陷部位所需要的第一图像生成。

5、扫描器, 测定在平面物品的有 纹理的表面中的缺陷部位, - 利用至少一个另外的、 优选彩色的图像生成扫描器, 由平面物品的有纹理的表面的全 图像计算出利用自动图像评价方法描述的用于整体美学印象、 特别是用于图案的整体颜色 印象和视觉印象的特征, - 在利用由第一扫描器获得的缺陷部位的位置和形状信息情况下, 由所述另外的扫描 器的图像获得相应的缺陷部位的图像部分, 其中这些图像部分分别包括缺陷部位本身和其 较接近的周围, 并且由这些图像部分计算出利用自动图像评价方法描述的用于局部美学印 象的特征, - 在优选通过自动铣削、 引入填料或暗销接合或其他物理修理技术修补物理的缺陷部 位之后, 利用一个。

6、可数字定位的、 可电子像点方式控制的装饰装置, 在使用对板的整体美学 视觉印象负责的特征和对所涉及的缺陷部位的局部美学印象负责的特征情况下, 个别地这 样装饰每个修补的缺陷部位的区域, 以致板在修理的缺陷部位的部位显示出一种尽可能接 近无缺陷的板的视觉印象和 / 或整个修补的板显示出一种通过选择局部的装饰图案引起 的、 符合要求的美学总体印象。 4. 按照上述权利要求之一所述的方法, 其特征在于, 待修补的表面是一种天然木材表 面或天然石材表面。 5. 按照权利要求 1 所述的方法, 其特征在于, 借助一台可像点方式控制的喷墨印刷机 涂覆色彩。 6. 按照上述权利要求之一所述的方法, 其特征在。

7、于, 计算装置在测定仿造表面纹理的 结构化的色彩时将纹理元素延续到修补的缺陷部位中, 其中测定邻接结构元素的完好表面 区域的变化并且这样算出待施加的色彩, 以致该色彩包含紧接着现存的纹理元素的纹理元 素。 7. 按照上述权利要求之一所述的方法, 其特征在于, 为了实现一种符合要求的整体美 权 利 要 求 书 CN 102159368 A CN 102159374 A2/3 页 3 学印象, 除各缺陷部位外也局部地装饰一些没有缺陷的部位。 8. 按照上述权利要求之一所述的方法, 其特征在于, 借助计算装置通过由纹理的图像 数据克隆一个区域的方式测定一个待涂覆到缺陷部位上的色彩的图像。 9. 按照。

8、上述权利要求之一所述的方法, 其特征在于, 计算装置利用下列步骤递推地测 定一个仿造表面纹理的色彩 : - 确定纹理的一个基准部分, - 相对于一个待重新确定的具有一个或多个像素的图像元素, 选择先前已确定的像素 的一个邻域, - 在基准部分中寻找一个邻域, 该邻域在色值方面如此程度地与待重新确定的图像元 素的邻域的色值一致, 以致对应像素的色值的偏差小于一个预定的极限值, - 在基准部分中寻找在局部关系上相对于其所属的邻域与待重新确定的图像元素一致 的图像元素, 以及 - 然后将该图像元素的色值在关于邻域的相应的部位上记录到待确定的纹理图像中。 10. 按照上述权利要求所述的方法, 其特征在。

9、于, 将来自缺陷部位的邻域的现存纹理外 插到缺陷部位的区域内, 其中从除缺陷部位的区域外还包括具有尚存纹理的邻接区域的图 像数据出发, 并且在确定色彩的一个待重新测定的图像区域的邻域的色值时, 将这些纹理 区域一起包括到邻域内, 以便然后从基准部分寻找适合于这个在缺陷部位旁边尚存的纹理 的图像元素, 并且记录到待涂覆的色彩的图像上。 11. 用于修复在平面物品的有纹理的表面内的缺陷部位的自动修补设备, 包括下列装 置 : - 至少一个图像生成扫描器, 用于录制有纹理的表面的一个典型数字图像, - 一个计算装置, 该计算装置连接到图像生成扫描器上, 从而图像生成扫描器的图像数 据可以传送到计算装。

10、置并且由该计算装置进行评价, 其中计算装置为此安排成由接收的图 像数据检测一个缺陷部位的至少位置、 优选还有尺寸和 / 或形状, 以及根据图像数据检测 表面纹理, 特别是在缺陷部位的邻域中的表面纹理, 并且测定一种仿造表面纹理的色彩, - 一个与计算装置连接的自动修补装置, 该修补装置修补缺陷部位并且与计算装置连 接而且由计算装置根据由计算装置测定的缺陷部位的位置坐标、 必要时还有测定的形状和 / 或尺寸的数据进行控制, 以及 - 一个装饰装置, 该装饰装置同样与计算装置连接, 以便受控地通过计算装置将先前由 计算装置测定的、 仿造表面纹理的色彩涂覆到修补的缺陷部位上。 12. 按照上述权利要。

11、求所述的自动修补设备, 其特征在于, 通过下列单元传送并处理待 自动修补的面 : a) 通过利用至少一个适用于探测缺陷部位的图像生成扫描器, 该图像生成扫描器利用 一个计算单元和一个图像评价程序探测缺陷部位并且测定其形状和位置以及用于自动修 复所需要的信号, b) 通过至少一个另外的、 优选彩色的图像生成扫描器, 该图像生成扫描器利用计算单 元和一个图像评价程序测定利用自动图像评价描述的用于整体美学印象、 特别是用于图案 的整体颜色印象和视觉印象的特征, c) 一个数据传输装置, 该数据传输装置将缺陷部位的部位和形状信息从按 a) 的计算 权 利 要 求 书 CN 102159368 A CN。

12、 102159374 A3/3 页 4 单元向按 b) 的计算单元转送, d) 自动修补设备, 具有至少一个可数字定位的单元, 用于修复缺陷部位, e) 装饰装置, 具有至少一个可数字定位的和可电子控制的装饰单元, 用于用美学图案 装饰修复的缺陷部位, 所述图案由按 b) 的计算单元测定。 权 利 要 求 书 CN 102159368 A CN 102159374 A1/7 页 5 利用美学重现自动修补平面有纹理的物品如木板 背景技术 0001 在地板工业中、 在家具工业中以及在建筑结构中很大量地使用由实木制成的或具 有一种天然木材表面的板。由于天然木材的高价格, 这些板常常由一个由多层纤维板。

13、或价 格便宜的木材制成的复合体和一个较薄的可见的由天然木材贴面或天然实木制成的层构 成, 后者对于美学印象是决定性的。由于天然材料木材总是具有许多缺陷部位如松动的或 腐朽的节孔、 切开的髓管、 裂纹等, 必须局部修补这些缺陷部位, 以便确保表面的一种很好 的物理质量 ( 平整度、 密封性等 )。 0002 在大多数的木板生产中仍然手工地实施这种过程。 大量员工都单纯凭视力检查一 块板的表面、 用一个手工工具铣削缺陷部位如节孔、 髓管等并且通过引入一种填料或通过 打入一个预制的木销修补这些铣出的部位。有时该修补人员可支配多种填料颜色, 这样他 们可以选择最接近木材原色的颜色。尽管如此, 修补的部。

14、位的美学质量与一个无缺陷的面 相比仍是很低的。如图 1 在一幅 ( 由于印刷技术的原因限于一种纯图形的黑 / 白描述 ) 的 图中所示的那样, 引入一个节孔中的填料仍然是反感可见的。 由一个光滑的、 均质的填料表 面取代了节孔的天然的纹理。即使在插入一个预制的暗销时, 修补部位也仍然是极其可见 的。虽然人员花费很高并且与其相联系的用于修补一块板的通常许多缺陷部位的高成本, 这些只纯物理修补的板在其美学质量方面远远地不再可与一个无缺陷的板相比并因此受 到相应的贬值。 0003 最近以来提供了一些自动修补系统, 它们由一种组合构成, 该组合包括一个用于 探测木板上的缺陷部位的图像处理系统和一个紧接。

15、着的、 配备机械手的用于局部铣削和引 入填料或暗销接合的设备。 0004 挪威的公司 Argus Control SA(“http:/www.argoscontrol.no” ) 提供了一种 “Argos 板修理系统” , 它包括一个用于探测和确定待修理的缺陷部位的位置的光学黑 / 白 扫描器以及一个用于铣削和填塞缺陷部位的数字控制的 XYZ 轴系统。 0005 Baumer Inspection GmbH 公司, Konstanz(http:/) 以标志 ColourBrain-Putty 同样提供了一些自动修补系统, 它们包括一个专门的、 多传 感的扫描器以及一个自动的铣刀和刮刀系统或暗销。

16、安装系统。 0006 两种已知的系统与纯手工的处理方式相比能够降低用于物理修补具有木材表面 的板的成本和时间需要。但在至今已知的系统中, 修补部位由于表面纹理的中断仍然是可 见的。 发明内容 0007 因此对一种自动的木板修补系统具有高的经济的和技术的需求, 它能够不仅通过 一个修补过程修补木板的物理质量, 而且还使修补的板产生一种尽可能接近无缺陷的板的 美学质量。 0008 通过各独立权利要求的主题达到该目的, 本发明的有利的实施形式和进一步构成 在各相应的从属权利要求中给出。按照本发明, 通过下列方法步骤研究待自动修补的板达 说 明 书 CN 102159368 A CN 10215937。

17、4 A2/7 页 6 到所述目的 : 0009 1. 利用至少一个对探测物理的缺陷部位所需要的图像生成扫描器, 以下称为 “缺 陷扫描器” , 测定在板中的物理缺陷部位, 0010 2. 利用至少一个另外的、 优选彩色的图像生成扫描器, 以下称为 “美学扫描器” 或 “纹理扫描器” , 由板的全图像计算出利用自动图像评价方法描述的用于整体美学印象、 特 别是用于图案或纹理的颜色印象和视觉印象的特征, 0011 3. 在利用由缺陷扫描器获得的缺陷部位的位置和形状信息情况下, 由美学扫描器 的图像获得相应的缺陷部位的图像部分, 其中这些图像部分分别包括缺陷部位本身和其较 接近的周围, 并且由这些图。

18、像部分计算出利用自动的图像评价方法描述的用于局部美学印 象的特征, 0012 4. 在通过自动铣出、 引入填料或暗销接合或其他物理修理技术修补物理的缺陷部 位之后, 利用一个可数字或可计算机控制地定位的、 可电子像点方式控制的装饰装置, 在使 用对板的整体美学视觉印象负责的特征和对所涉及的缺陷部位的局部美学印象负责的特 征情况下, 个别地这样装饰每个修补的缺陷部位的区域, 以致板在修理的缺陷部位的部位 显示出一种尽可能接近无缺陷的板的视觉印象和 / 或整个修补的板显示出一种通过选择 局部的装饰图案引起的、 符合要求的美学总体印象。 0013 利用本发明这样提供一种用于特别以天然图案化的面自动修。

19、补缺陷部位的方法, 其中局部的修复留下一种与无缺陷的表面相比此外视觉上反感的印象, 其中在这里通过在 缺陷部位重现或仿造纹理, 将其修复得尽可能不引人注目。 0014 在上述的各方法步骤中设置两个图像生成扫描器, 但它们也可以组合成一个单独 的扫描器。 0015 另外总体上描述用于实施用于自动修补一个平面物品的一个有纹理的表面的方 法, 即 : 0016 - 借助一个图像生成扫描器检测平面物品例如一块板的具有至少一个缺陷部位的 有纹理的表面, 0017 - 借助一个计算装置根据利用图像生成扫描器录制的图像数据检测至少缺陷部位 的位置, 优选也检测其尺寸和 / 或形状, 0018 - 借助一个计。

20、算机控制的修补工具修补缺陷部位, 例如通过补入一种填料, 必要时 先去掉表面的材料, 0019 - 根据图像数据检测表面纹理, 以及 0020 - 借助计算装置测定一种仿造表面纹理的结构化的色彩, 并且 0021 - 利用一个装饰装置计算机控制地将先前测定的、 仿造表面纹理的色彩涂覆到修 补的缺陷部位上。 0022 一种相应的用于修复在平面物品的有纹理的表面内的缺陷部位的自动修补设备 为此包括下列装置 : 0023 - 至少一个图像生成扫描器, 用于录制有纹理的表面的一个典型数字图像, 0024 - 一个计算装置, 该计算装置连接到图像生成扫描器上, 从而图像生成扫描器的图 像数据可以传送到计。

21、算装置并且由该计算装置进行评价, 其中计算装置为此安排成由接收 的图像数据检测一个缺陷部位的至少位置、 优选还有尺寸和 / 或形状, 以及根据图像数据 说 明 书 CN 102159368 A CN 102159374 A3/7 页 7 检测表面纹理, 特别是在缺陷部位的邻域中的表面纹理, 并且测定一种仿造表面纹理的结 构化的色彩, 0025 - 一个与计算装置连接的自动修补装置, 该修补装置修补缺陷部位并且与计算装 置连接而且由计算装置根据由计算装置测定的缺陷部位的位置坐标、 必要时还有测定的形 状和 / 或尺寸的数据进行控制, 以及 0026 - 一个装饰装置, 该装饰装置同样与计算装置连。

22、接, 以便受控地通过计算装置将先 前由计算装置测定的、 仿造表面纹理的色彩涂覆到修补的缺陷部位上。 0027 可以例如通过钻孔或铣出去掉在缺陷部位的表面的材料。 如果缺陷部位是纹理的 一个纯彩色的干扰, 则必要时也可以考虑一个覆盖的涂层而不是去掉材料, 以便掩饰缺陷 部位。 0028 为了借助计算装置测定待涂覆到缺陷部位上的色彩的一个图像, 按照本发明的一 种简单的实施形式, 可以由纹理的图像数据克隆一个适合的区域。 0029 点阵式印刷设备特别适合用作为用于产生单个纹理的装饰装置的组成部分, 该点 阵式印刷设备因此通过计算机控制地设置各个像点产生一个印刷图像。 在这方面特别适用 按需喷墨式印。

23、刷设备, 例如喷墨印刷机。一种这样的印刷机可以容易地几乎个别计算机控 制地产生任意的纹理。 0030 为了实现一种尽可能不引人注目的修复或一种尽可能逼真的纹理仿造, 在本发明 的有利的进一步构成中, 计算装置为此安排成在测定仿造表面纹理的结构化的色彩时使纹 理元素延续到修补的缺陷部位中。 在此也就是测定邻接结构元素的完好表面区域的变化并 且这样例如以图像数据的形式算出待施加的色彩, 以致该色彩包含紧接着现存的纹理元素 的纹理元素。换言之, 在将邻接缺陷部位的表面区域的纹理包括在内情况下由计算装置算 出一个在缺陷部位内的纹理, 它外插邻接的纹理。 0031 对此具有各种不同的可能性。一种简单的可。

24、能性在于, 优选在缺陷部位的邻域中 克隆表面的一个基准图像部分并且接着对其进行匹配。 为了尽可能将该纹理和该图像部分 的结构隐蔽起来, 可以使该图像部分然后以适合的方式变形。对此适用单边或双边的拉伸 和压缩、 旋转、 定标和剪切。 0032 按照本发明的另一种实施形式, 为了产生纹理的仿造, 采用纹理的一个基准部分, 亦即采用例如在表面的一个完好的部位上的纹理的一部分的一个图像。 当然该基准部分也 可以在一个另外的具有相应纹理的表面上或也可以合成地得到。 对于很好地仿造纹理来说 有利的仅仅是, 基准部分具有对于表面纹理来说典型的结构化。通过相对一个待重新确定 的图像元素例如以一个单独的像素或多。

25、个像素形式选择先前已确定的像素的一个邻域的 方式, 递推地产生纹理的一个图像。 0033 然后以该邻域的形状在基准部分内寻找一个图像元素, 它在色值上尽可能地与待 重新确定的图像元素的邻域的色值一致。在这里可以相互比较对应像素的色值的总和, 优 选加权的总和。如果总和的偏差小于一个预定的极限值, 则认为在基准部分内的图像元素 是有效的。一般来说, 如果这在色值上如此程度地与待重新确定的图像元素的邻域的色值 一致, 以致与对应像素的色值的偏差小于一个预定的极限值, 则在基准部分内找到所述图 像元素。 0034 现在在基准部分内寻找在局部关系上相对于其属于的邻域与待重新确定的图像 说 明 书 CN。

26、 102159368 A CN 102159374 A4/7 页 8 元素一致的图像元素。 然后将该图像元素的色值在关于邻域的相应的部位上记录到待确定 的纹理图像中。然后以一个图像元素重复该方法, 该图像元素优选邻接先前确定的图像元 素。通过重复该方法步骤, 这样逐步地以色值充满图像。 0035 也可以利用这样的算法, 以便将来自附近的现存纹理外插到缺陷部位的区域内。 为此从除缺陷部位的区域外还包括具有尚存纹理的邻接区域的图像数据出发。 然后在确定 一个待重新测定的图像区域的邻域的色值时, 将这些纹理区域一起包括到邻域内, 以便然 后从基准部分寻找适合于这个在缺陷部位旁边尚存的纹理的图像元素,。

27、 并且记录到待涂覆 的色彩的图像上。 附图说明 0036 拟示例性地但非限制性地借助在一个木材表面中的一个典型的缺陷部位即一个 节孔说明本发明构思。为此利用下列各附图 : 0037 图 1 用于借助一个自动的修补装置修补木板的方法步骤。 0038 图 2 示出一个带有缺陷的木材表面。 0039 图 3 示出在图 2 中所示的木材表面的缺陷部位在修补之后的情况。 0040 图 4 用于借助一个自动的修补装置利用美学仿造表面纹理修补木板的方法步骤。 0041 图5A至5C示出用于在缺陷部位上测定和涂覆一种具有纹理元素的色彩的方法步 骤, 它们在缺陷部位的邻域内延续现存的纹理元素。 0042 图 6。

28、A 至 6C 中示出用于仿造在一块石板的一个修补的区域内的纹路的方法步骤, 其中通过多个较小的图像元素递推地补充所述纹理。 具体实施方式 0043 图 1 简化地示出一个按现有技术的用于具有天然木材表面 11 的板的自动的修补 装置, 包括一个用于识别物理缺陷 15 和用于测量其位置的黑 / 白扫描器 12、 一个用于将一 个铣刀移动到缺陷部位16的第一直角坐标XYZ机械手13、 一个用于将一个填料注入工具移 动到铣出的缺陷部位17的第二直角坐标XYZ机械手14。 关于修补的步骤方面, 一个这种类 型的装置也可以用于按照本发明的方法, 或用作为按照本发明的装置的组成部分。 0044 图2示出一。

29、个具有一个腐朽的、 脱落的节孔的木材表面21在通过填塞修补之前22 和之后23。 缺陷部位由于修补的节孔23的均质的、 未用图案装饰的填料在视觉上可很显眼 和反感地看到, 尽管填料的色调很好地匹配于木材表面的色调。 0045 图 3 示出在按照本发明通过借助一种喷墨印刷重现或仿造天然的木材纹路的装 饰之后的缺陷部位, 简化地描绘为黑 / 白线条图形。 0046 图 4 示出一个利用按照本发明的自动美学重现用于具有一个天然木材表面的板 11 的自动修补装置, 包括一个用于识别缺陷 15 和用于测量其位置的黑 / 白扫描器 12, 它将 用于评价的原图像数据传送到图像计算机 45, 该图像计算机通。

30、过图像评价测定用于控制第 一直角坐标 XYZ 机械手 13 的信息以便将一个铣刀移动到缺陷部位并且铣出该缺陷部位 16 以及将用于填塞铣出的缺陷部位的信息传送到一个第二直角坐标 XYZ 机械手 14 以便将一 个填料注入工具移动到铣出的缺陷部位 17, 此外还包括一个用于检测板的彩色卓越的扫描 器 41, 它将图像数据传送到一个图像计算机 46 以便不仅测定板的整体美学特征而且还测 说 明 书 CN 102159368 A CN 102159374 A5/7 页 9 定在每个缺陷部位的区域内的局部的美学特征, 其中, 将缺陷部位的位置和形状信息经由 数据线路 47 从计算机 45 传送到计算机。

31、 46, 还包括一个由计算机 46 控制的第三直角坐标 XYZ 机械手 42, 用于移动和控制一个喷墨印刷头 43, 以便局部地装饰相应的缺陷部位。 0047 按照如在图1中的现有技术, 借助一个非彩色图像生成扫描器12检查一个具有待 修补的缺陷部位的木板的物理缺陷部位的存在情况, 缺陷部位在该实例中是一个节孔 15。 在这种情况下测定缺陷部位的形状和位置信息并将其传送到一个可数字定位的铣刀13。 拟 例如以一个直角坐标 XYZ 机械手实现该定位单元。各位置涉及一个与板相关联的坐标系, 例如前左角。 0048 在铣削之后, 将板移到一个第二单元中, 其中将一个填料头数字地移动到缺陷部 位并在那。

32、里填满铣孔。 0049 直到 8 平方米大的板通常包括许多缺陷部位。也可以使用摆动臂机械手代替直角 坐标的定位。 0050 在填补之后, 整个板表面通常被磨平并且设有一层透明的保护漆。 0051 如在图 2 中示例性地在一块具有一个黑暗的节孔 22 的板 21 上说明的那样, 该缺 陷部位在填塞之后还是反感可见的, 因为光滑的填料 23 甚至在选择的色调情况下也显示 出不同于特别的木材纹路的光滑面。 0052 因此按照本发明, 如在图 3 中示例性示出的那样, 利用一个可数字定位的彩色喷 墨印刷头将一个这样的图案和一种这样的色彩印刷到光滑的缺陷部位上, 以致邻域的天然 结构在缺陷部位上延续并且。

33、颜色不仅匹配于缺陷部位的邻域而且匹配于板的整个颜色印 象。 0053 为此如图 4 中所示的那样, 一个按照现有技术的自动修补站围绕一个计算装置利 用下列各单元扩展 : 0054 利用一个附加的、 通常彩色的图像发送器 41, 生成整块板的一个彩色图像并且将 其传送到一个评价装置 46, 利用一个附加的定位单元 42 将一个可数字控制的装饰头例如 一个彩色喷墨印刷头引导到光滑填补的缺陷部位上并在那里将一个装饰的图案印刷到反 感的光滑部位上。在此将位置信息从评价扫描器 12 的图像信号的评价计算机 45 经由一个 内部的或外部的数据线路 47 传送到装饰计算机 46。 0055 当然, 印刷过程。

34、优选在填补后磨平的板上实施, 以便得到清晰而简洁的装饰图案。 0056 装饰图案的确定在此遵循两个准则 : 0057 a) 由彩色扫描器的全图像确定整体美学特征如占主导的色调、 色调统计以及木材 纹路的相应的特征。这样的方法对于检查天然木材领域的技术人员来说是已知的。这些特 征控制用于木材背景还有用于纹路的喷墨印刷机的总体色调, 0058 b) 由围绕每个缺陷部位的部分图像测定木材纹路的局部的美学特征, 例如局部的 背景颜色、 在该部位的纹路的颜色、 纹路的密度、 方向和曲率变化等。 0059 可以借助一种计算机模拟经由一些参数控制这些特征, 以便产生木板的一种符合 要求的局部及整体印象。 0。

35、060 如果例如要在修补之后产生一种质朴的板, 则人们宁可这样装饰缺陷部位, 以致 这些缺陷部位仿造节孔、 树脂瘿等元素。 如果要产生一种细结构的贵重的板, 则人们主要这 样装饰修补的节孔, 以致天然的纹路在填补部位上延续。 说 明 书 CN 102159368 A CN 102159374 A6/7 页 10 0061 由此按照本发明的方法不仅允许这样修补板, 以致没有任何反感的填补部位仍然 是可见的。经由装饰过程的电子的控制, 通过填补部位的一种相应的局部装饰可以控制板 的整体外观继而由具有一种低的天然美学质量的板生产出具有一种高的美学质量的板。 这 不仅是一个大的经济的优点而且是一个生态。

36、的优点, 它允许更好地利用低的木材质量。 0062 这样的特征的取得和产生对于计算机模拟领域的技术人员来说是已知的。 3D模拟 程序例如 3D Studio Max 或 Alias Wavefront 现在全都具有纹理生成器, 借其可以模拟或 由当前的各图像中精选出天然的材料如木材的彩色纹理。 这些经由一些参数在多方面是可 控制的。 0063 按照本发明, 可数字控制的装饰过程并不限于喷墨印刷技术的应用, 具有用于局 部烧焦木材表面的高温尖端的热转移印刷机、 简单的机械手也是本发明构思的组成部分。 0064 因此本发明构思包括所有适用于装饰改变一块木板的一个修补的缺陷部位的方 法的全体。 更易。

37、理解的是, 按意义也将这些本发明构思用于其他的天然产品如天然石材、 大 理石上。 0065 本发明构思并不限于通过填补或暗销接合的修补。 它包括所有用于局部物理缺陷 在美学面方面的修理技术, 例如也包括填充泡沫、 局部的去除、 借助一个覆盖层的覆盖等。 0066 本发明构思包括所有图像生成扫描器, 如点阵式摄像机和行扫描摄像机、 光谱选 择性的摄像机、 飞点扫描器、 3D 扫描器和多传感的扫描器, 它们供给待修补表面的一个电子 图像。 0067 本发明构思还包括扫描器, 它们能够同时探测一些缺陷部位并且取得表面的美学 特征。依此任选分配到两个分开的扫描器中, 如它们在图 4 中所示的那样。 0。

38、068 本发明构思还包括利用适合的图案附加局部装饰没有缺陷的部位, 以便给予所述 板一种符合要求的外观。这样例如一个少结构化的板可以通过用节孔图案和 / 或树脂瘿装 饰在少结构化的部位进行附加装饰给予一种质朴的外观并因此生产一种新产品。 0069 图5A至5C示出一些用于在缺陷部位上测定和涂覆一种具有纹理元素的色彩的方 法步骤, 它们在缺陷部位的邻域内延续现存的纹理元素。 0070 图 5A 首先示出一个用填料 23 修补的木板 21 的表面的一部分。通过木材纹路的 具有黑暗的后期木线36 的增长区确定表面纹理。 0071 为了测定被填料填满的区域的一种适合的结构化的色彩, 现在由计算装置按照。

39、纹 理的一个部分从图像数据寻找, 克隆哪个用来延续纹理。 换言之, 将一个完好的表面区域的 录像的图像数据供给装饰装置, 然后由该装饰装置将其色彩信息印到缺陷部位上。 0072 图 5B 示出了板 21 的一个在图 5A 中用虚线画出的完好纹理的图像区域, 该图像区 域被选择用于克隆并且在其形状方面与填满的缺陷部位一致。 0073 图 5C 示出具有通过装饰装置施加到缺陷部位上的区域 50 的印样 51 的板。对于 印样来说, 区域 50 稍稍伸出并且与邻接缺陷部位的纹理重叠。在这里一种改善的匹配还可 以这样实现, 即还通过这样旋转、 压缩、 拉伸和 / 或剪切所述区域 50 的方式, 以致实。

40、现与邻 接的纹理的一种尽可能好的匹配。例如为此在邻接纹理和区域 50 的边缘上的线型可以相 互匹配。并且周围的纹理的与众不同的纹理元素在这里亦即后期木线 36 仍可以部分地通 过颜色覆盖, 并且印上的、 仿造的后期木线朝印样 51 的边缘那边减弱, 以便实际的和印上 的线平缓地相互过渡。 说 明 书 CN 102159368 A CN 102159374 A7/7 页 11 0074 在修好的区域内的纹路的仿造的另一种可能性在于, 通过多个较小的图像元素补 充纹理。图 6A 至 6C 示出一种这样的方法的一个实例, 其中递推地补充较小的相互协调的 图像区域。 0075 首先再次选择纹理的一个基。

41、准部分。在这里一块石板 52 例如一块花岗石板用作 为实例。图 6A 示出具有一个已用填料 53 封闭的缺陷部位 54 的表面的一部分。但下面说 明的方法也可相应地用于其他的纹理, 例如一块木板的纹路。 0076 首先由图像生成扫描器的图像数据确定纹理的一个基准部分 56。 0077 现在应该为表面的用填料 53 覆盖的区域 54 测定一种结构化的色彩, 它尽可能等 于基准部分 56 的纹理。为了简便起见, 在这里然后发送到装饰装置的待确定的色值的图像 在形状和尺寸上与缺陷部位的填补的区域 54 一致。 0078 附加地值得追求的是, 不中断在填补的区域的边缘上的纹理。因此色彩应该是这 样的,。

42、 即围绕填料的区域的纹理的形状元素连续地延续到缺陷部位中。 0079 现在由计算装置确定一个待重新确定的图像元素 57 的位置和一个邻接图像元素 57的邻域58。 图像元素57设置在缺陷部位的边缘, 以便在邻域58中存在完好纹理的部分。 0080 然后以该邻域 58 的形状在基准部分 56 内寻找一个图像元素 59, 它在色值上尽可 能好地与待重新确定的图像元素 57 的邻域 58 的色值一致。利用按这种方式找到的图像元 素 59 现在可以确定一个图像元素 60 的位置。该图像元素 60 相对于图像元素 59 具有相同 的相对位置, 就如同待重新确定的图像元素 57 相对于邻域 58 那样。换。

43、言之, 在这里在基准 部分内寻找图像元素 60, 它在局部关系上相对于其所属的邻域 58 与待重新确定的图像元 素 57 一致。 0081 图 6B 为此放大地示出找到的图像元素 60。 0082 然后将该图像元素 60 的色值在关于邻域的相应的部位上记录到待确定的纹理图 像中, 亦即记录到图像元素57上。 这种情况示于图6C中。 在记录图像元素57的色值之后, 则确定一个另外的、 邻接的具有邻域 62 的图像元素 61 的位置。该邻域 62 现在也包括仿造 的纹理的一些部分。如同以前关于图像元素 57 在基准部分 56 内再次寻找一个适合的邻域 59 并且确定局部所属的图像元素 60 那样,。

44、 然后将其色值再次记录到图像元素 61 中。优选 重复该方法, 直到填满为控制装饰装置而设定的具有色值的图像为止。 说 明 书 CN 102159368 A CN 102159374 A1/6 页 12 图 1 说 明 书 附 图 CN 102159368 A CN 102159374 A2/6 页 13 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 102159368 A CN 102159374 A3/6 页 14 图 4 说 明 书 附 图 CN 102159368 A CN 102159374 A4/6 页 15 图 5A 图 5B 图 5C 说 明 书 附 图 CN 102159368 A CN 102159374 A5/6 页 16 图 6A 图 6B 说 明 书 附 图 CN 102159368 A CN 102159374 A6/6 页 17 图 6C 说 明 书 附 图 CN 102159368 A 。

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