织物设计装置 本发明涉及一种用来设计用提花织机等织成的色织物花纹的织物设计装置，具体地说，涉及一种利用计算机图形技术来设计织物用的设计装置。
在传统上，织物分成印花织物和色织物。印花织物是在用白纱或色纱织成的平纹织物上印制图案而成的。色织物是用染色纱织成图案而成的。图案比较简单，诸如格条织物等时，用多臂织机织造。图案复杂时，则用提花织机织造。领带织物往往是用提花织机织造的。
提花织机按以下步骤完成传统的织造过程。
(1)用彩色绘制织物的图案。画好的图案称为图案原稿。
(2)考虑纱的直径和间距，确定经纱和纬纱的数目。
(3)将与图案原稿相似的放大图显示在一段纸上，给每一段上色，纸上有经纱与纬纱相交形成的矩形。得到的图称为设计图样。
(4)根据设计图样建立提花机纹板。提花机纹板是穿孔卡类型。每个提花机纹板对应织物的一条纬纱。提花机纹板用来控制经纱地位置。所需提花机纹板的数目等于纬纱的数目。在传统上，一个织物图案需要几千张提花机纹板。织物图案复杂时，所需提花机纹板的数目超过一万张。提花机纹板上形成的孔代表是否要将各经纱提起。这样，在一张提花机纹板上形成的孔数代表经纱的数目。
(5)把所建立的提花机纹板装入提花织机。提花织机运转时，根据提花机纹板上是否有孔来将经纱提起。重复每根纬纱在经纱之间的穿行步骤，织物便织造出来。纬纱随着花纹而改变。
与传统的过程相反，研制了一种CAD(计算机辅助设计)系统。在该CAD系统中，利用计算机图形技术，在显示装置上显示与图案原稿对应的图形。用转鼓式扫描仪将所设计的图案原稿的放大图读出，并输入计算机。输入诸如所用经纱或纬纱的直径和间距等各种条件，就可以在计算机中建立与实际的段纸相当的设计图样。这样，就可以输出建立提花机纹板用的数据和控制提花织机用的数据。
但是，在传统的CAD系统中，未能自动完成包括设计步骤和织造步骤的所有步骤。这是因为利用计算机图形技术建立的图形数据不能直接作为建立设计图样的图象数据被记录。换句话说，计算机建立的花纹不能按要求的放大系数放大。
例如，生产领带用的织物时，采用直径在1/10至1/12mm范围的非常细的线。在这种情况下，建立与经纱和纬纱密度对应的设计图样时，段纸的每一段的尺寸变成0.1mm或更小。为了用图象来代表这样的设计图样，每一段至少要有一个数据点。
另一方面，在用计算机图形进行设计的步骤中，整个图象必须显示在显示装置上。另外，需要用图象扫描仪拍摄照片，然后编辑。这样，图象数据比建立设计图样所要处理的还粗。这样，用图象扫描仪拍摄的图象数据的点密度与图象数据要求的点密度不匹配。
为了解决这个问题，将计算机获得的粗图象打印出来，以此建立放大的图形，然后用扫描仪记录所得的数据。或者，用昂贵的高分辨率转鼓式扫描仪从打印结果读取图形数据。这样，就需要麻烦的处理过程。结果，不能令人满意地缩短生产产品所需的时间。
本发明的一个目的是提供一种织物设计装置，它使包括规划/设计步骤和织造步骤的所有生产步骤能够自动完成，并能大大地缩短包括设计步骤直至产品完成的所有生产步骤所需的时间。
本发明是一种织物设计装置，它包括：彩色图象扫描仪，用来扫描织物的包括彩色图案的原稿，以光栅数据格式读出第一图象数据；图象存储部分，用来储存由该彩色图象扫描仪读出的第一图象数据；图象编辑/处理部分，用来集中第一图象数据的各种颜色，变成多种预先指定的代表色，从而产生代表色的第二图象数据，将并第二图象数据存入所述图象存储部分；轮廓线提取部分，用来从储存在所述图象存储部分中的第二图象数据中提取具有代表色的各个花纹的每一条轮廓线，以形成光栅数据格式的第一轮廓线数据；矢量转换部分，把该轮廓线提取部分提取出来的第一轮廓线数据转换成矢量数据格式的第二轮廓线数据；矢量坐标转换部分，用来按照代表织物经纱与纬纱密度的参数，将第二轮廓线数据的每一条轮廓线的坐标转换成第三轮廓线数据；轮廓线绘制部分，用来把第三轮廓线数据以对应于织物的经纱和纬纱密度的点密度转换成光栅数据；填充处理部分，用来以代表色填充该轮廓线绘制装置绘制出的各个图案，以形成光栅数据格式的第三图象数据；以及织物图象数据产生部分，用来在该填充处理部分得到的第三图象数据上，加上织物组织信息，并产生织物图象数据。
按照本发明，从织物图案原稿读出的光栅数据格式的图象数据是颜色浓缩数据。这是因为在织机上可以使用的颜色数目被限制在16到2的范围。因此，考虑到所用的织机，图象数据中的每一种颜色都用一种代表色代替。
另一方面，在光栅数据格式下，无法考虑经纱和纬纱密度，完成获得设计图样用的放大/缩小过程。按照本发明，颜色浓缩图象数据暂时转换成每个花纹的矢量数据，以此完成图象的放大/缩小过程。然后，再恢复光栅数据格式的图象数据。这样，便得到作为设计图样的织物图象数据。
这样，按照本发明，包括规划/设计步骤和织造步骤，所有步骤都能自动完成。于是，包括规划步骤直至产品完成，所有步骤所需的时间便能显著缩短。
借助于下面对如附图中举例说明的最佳实施例的详细描述，本发明的这些及其他目标、特征和优点将显得更加清楚。
图1是示意图，表示按本发明一个实施例的织物生产系统的结构；
图2是功能方框图，表示该系统中的织物设计装置的主要部分；
图3是流程图，表示该系统图形编辑/处理部分的颜色浓缩过程；
图4是示意图，用来解释图形编辑/处理部分的颜色浓缩方法；
图5是示意图，表示图形编辑/处理部分的颜色校正过程；
图6是流程图，表示该装置的图形转换/处理部分；
图7是流程图，表示该图形转换过程的轮廓线跟踪过程；
图8是示意图，用来解释轮廓线跟踪过程；
图9是示意图，表示由轮廓线跟踪过程得到的数据一例；
图10是示意图，表示坐标转换过程的一个例子；
图11是示意图，表示在图形数据上加上织物组织的一个例子。
接着，将参照附图描述本发明的一个实施例。
图1是一个示意图，表示按本发明一个实施例的织物生产系统的结构。
该系统包括织物设计装置1、形成提花机纹板用的花纹自动形成装置3以及提花织机5。织物设计装置1完成的步骤包括：在显示装置上设计织物花纹的步骤；建立设计图样的步骤，以及建立提花机纹板数据的步骤。自动花纹形成装置3用提花机纹板数据2建立提花机纹板4。提花织机5读出提花机纹板4，并生产织物6。
织物设计装置1乃是一台图形计算机，它包括计算机主机11、键盘12、显示装置13、彩色影象扫描仪14、鼠标15、数字化仪16以及外部储存装置17。
图2是功能方框图，表示该系统中的织物设计装置1的主要部分。织物设计装置1包括彩色图象扫描仪14、图象存储器22，以及图象编辑/处理部分21。图象存储器22存储扫描仪14所读出的第一图象数据。图象编辑/处理部分21对储存在图象存储器22中的第一图象数据进行编辑/处理。图象编辑/处理部分21主要完成第一图象数据的颜色浓缩过程，以形成第二图象数据。织物设计装置1还包括图象转换/处理部分23。图象转换/处理部分23对颜色浓缩的图象进行放大或缩小，并将所得图象转换成自动花纹形成装置3所用的织物图象(设计图样)。图象转换/处理部分23包括轮廓线提取部分24、矢量转换部分25、矢量坐标转换部分26、轮廓线绘制部分27，以及填充处理部分28。
接着，将详细描述该系统的每一部分。
图3是流程图，表示从彩色图象扫描仪14读取图案原稿的步骤，到所读出图象数据的颜色校正步骤的处理流程。设计师绘制的图案原稿包括彩色图案。彩色图象扫描仪14读取图案原稿，以光栅数据格式作为第一图象数据储存在图象存储器22中(步骤S1)。按照从诸如键盘12、鼠标15或数字化仪16等输入装置送入的绘图命令，图象编辑/处理部分21将储存在图象存储器22中的第一图象数据显示在显示装置13上。然后，图象编辑/处理装置21对第一图象数据进行颜色浓缩(步骤2至4)。在这一点上，显示在显示器13上的第一图象数据的尺寸可以改变，使得设计师能够有效地设计织物。
之所以需要对第一图象数据进行颜色浓缩，是因为提花织机所用的颜色数目被限制在16至2种颜色。假定每个R，G，B(红、绿、兰)象点有256种色调，则扫描仪14读出的第一图象数据的颜色数目将多达16,780,000。将这些颜色浓缩到设计师所指定的多种代表色上。首先，设计师指定第一图象数据的代表色，它们代表显示在显示器上的第一图象数据光标等所指的各个部分的颜色(步骤S2)。代表色可以由对第一图象数据进行的统计过程自动指定。但是，在这个实施例中，代表色是手工选择的，以防止一些小区域的颜色被集中成背景色。例如，兰色背景下红色的小园在织物设计中是重要的。因此，需要时，可将显示屏放大，用光标在显示装置上指定被指定为代表色的颜色部分。
然后，将第一图象数据每一部分的颜色，逐个象点地替换成与该实际颜色最接近的一种代表色(步骤S3)。实际上，正如用图4所示的RGB三维空间来解释的，颜色浓缩过程是通过计算每个象点的每个R，G，B值与代表色的每个R，G，B值Ri，Gi，Bi(其中i＝1至n)之间的偏差或距离di来完成的。该距离di用下式表示。
di＝(Ri-R)2+(Gi-G)2+(Bi-B)2 …(1)
计算所有象点中的每一个与每一种代表色(i＝1至n)之间的颜色偏差di。根据这个计算结果，以使di变成最小的方式，将所有的象点替换成代表色，以此获得光栅数据格式的使用代表色的第二图象数据。
对经过颜色限定的第二图象数据进行(步骤S4)颜色校正过程。颜色校正过程是为了使不正确地进行了颜色浓缩的数据进行平滑化而完成的。实际上，在显示器上显示一个预定尺寸的窗口。移动该窗口，使之包括一个不正确颜色的位置。颜色校正过程是用一种代表色填充该窗口而完成的。例如，作为颜色浓缩过程的结果，如图5所示，在区域A中可能形成一个其颜色不同于区域A和B的小点b。为了将点b的颜色替换成区域A的颜色，在将大窗口W设置成包括点b和区域A和B的情况下，抑制区域B的颜色，使之不能改变。然后，将窗口W的所有颜色校正成区域A的颜色。
进行了颜色校正的第二图象数据，以光栅数据格式储存在图象存储器22中。储存在图象存储器22中的第二图象数据的分辨率一般低于实际织物经纱和纬纱的密度。
因此，图象转换/处理部分23将分辨率低的第二图象数据转换成与织物线密度相当的织物图象数据。
图6是流程图，表示图象转换/处理部分23的过程。首先，从轮廓线提取部分24开始。轮廓线提取部分24开始跟踪图象的轮廓线数据(步骤S11)。轮廓线数据的跟踪过程按图7所示的步骤完成。对显示在显示装置13上的第二图象数据进行光栅扫描，以确定第二图象数据的颜色数(步骤S21)。接着，选择其中一种颜色，跟踪其轮廓线，以获得位置矢量(步骤S22)。对所有的颜色完成跟踪过程(步骤S23)。
作为一种颜色的花纹跟踪方法，例如，如图8所示，假定预先确定了起点Po，逆时针方向跟踪花纹的边界。再次跟踪到起点Po时，对于该花纹跟踪过程即告完成。用这样的跟踪方法获得的数据称为第一轮廓线数据。第一轮廓线数据包括颜色信息、起点Po的坐标，以及相邻象点的信息等一组数据。具体地说，相邻象点的信息可以表达为8向(eight-way)矢量之一。一个字节可以表达两个点的信息。这样，用很小的存储容量，即可以光栅数据格式完全储存包括图案原稿信息的第一轮廓线数据。
第一轮廓线数据用矢量转换部分25转换成矢量数据系列(步骤S12)。这样，每条轮廓线都用一组绝对坐标值表示，以此得到矢量数据格式的第二轮廓线数据。
此后，矢量坐标转换部分26对第二轮廓线数据中的各个矢量坐标进行转换，以此获得第三轮廓线数据(步骤S13)。给矢量坐标转换部分26输入代表经纱间距、纬纱密度等等的参数。矢量坐标转换部分26根据这些生产参数执行坐标转换过程，而图案原稿的显示分辨率用下式(2)表示。(X,Y)=(x,y)A00A01A10A11…(2)]]>
式中(x，y)是尚未转换的矢量坐标；(X，Y)是转换后的矢量坐标；而[A]是转换矩阵。转换矩阵[A]设置成第二图象数据水平点密度与经纱密度之比，和第二图象数据垂直点密度与纬纱密度之比。对于转换矩阵[A]，除了织物比率之外，还可以考虑位置平移量、旋转量等等。
图10表示通过矢量坐标转换过程放大1.5倍的第三轮廓线数据的一个例子。
接着，轮廓线绘制部分27将第三轮廓线数据转换成光栅数据，并将光栅数据存入图象存储器24(步骤S14)。在这种情况下，用直线把相邻的点连接起来，这些点可以用内插法算出。这样，各种颜色的花纹的轮廓线恢复成与经纱和纬纱密度对应的点密度的光栅数据。
在图象存储器24内画出轮廓线之后，轮廓线按对应于其颜色信息的颜色填充(步骤S15)。填充处理部分28对图象存储器22进行光栅扫描，检测出轮廓线，并确定其内容。
这样，光栅格式的第二图象数据即可以适当的点密度转换成光栅格式的第三图象数据。指定诸如平纹织物或花格织物等织造的织物组织，例如，如图11所示，确定经纱和纬纱的关系。这样，便获得自动花纹形成装置3用的提花机纹板数据2(亦即织物图象数据)。
在这个实施例中，用根据提花机纹板数据2建立提花机纹板4，并控制提花织机5的系统作为例证。但是，本发明也可以应用于带有以提花机纹板数据2控制提花织机5的控制器的系统。
尽管已经就其最佳实施例而显示和描述了本发明，但是，对于本专业的技术人员来说，显然，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，在形式上和细节上可以作出上述的和各种其他的改变、省略和添加。