一种原配色丝织物混合色计算方法与流程

1.本发明涉及纤维混合色预测技术领域，尤其涉及一种原配色丝织物混合色计算方法。


背景技术：

2.颜色是织物非常重要的一个属性，给消费者最直观的感受。计算机辅助的纺织品颜色预测模型，能够减少打样次数，节省人力物力成本，不仅便于产品的织前设计，而且有利于快速响应。
3.目前研究最多的纺织品混色预测模型是kubelka
‑
munk模型、stearns
‑
noechel模型、friele模型。其中，kubelka
‑
munk模型是paul kubelka和franz munk通过对光在半透明介质中的传播过程进行分析，提出了光在半透明介质中传播的简单辐射理论，然后在此基础上推导出的光在不透明介质中传播的反射率的计算公式。stearns
‑
noechel模型和friele模型类似，是将纤维混合体中的单色纤维的颜色转换为中间函数的计算方法。
4.之后的学者对这几个模型进行了改进，主要集中在对kubelka
‑
munk模型中吸收系数和散射系数的改进，对kubelka
‑
munk模型中纤维混色比的求解，对stearns
‑
noechel模型和friele模型中未知参数求解方法的改进，将这些模型与神经网络相结合。
5.当前这些算法都具有的最大的不足之处在于，它们只考虑纤维混合体中单色纤维的颜色和混色比，对单色纤维的分布方式、纱线的分布方式、织物组织结构类型等参数都不考虑，而这些参数对最终的呈色是有一定影响的。
6.因此，建立一种能表达纤维、纱线和织物结构参数的数字织物几何结构模型，提出相应的颜色预测算法，从而计算出织物整体的混合色的方法是具有十分重要的意义。


技术实现要素：

7.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种原配色丝织物混合色计算方法。
8.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
9.一种原配色丝织物混合色计算方法，首先构建表达真实原配色丝织物中纤维参数、纱线参数和织物结构参数的数字织物几何结构，然后计算数字织物表面上各像素点的反射率，最后根据各像素点的反射率计算数字织物整体混合色的三刺激值，即原配色丝织物混合色的三刺激值；
10.数字织物几何结构的构建步骤如下：
11.(a)设定数字纱线(即模拟的纱线)横截面形状，基于真实原配色丝织物的复丝细度、真实原配色丝织物的单丝体密度、真实原配色丝织物的复丝中单丝的根数和真实原配色丝织物的纱线中单丝的根数(如果纱线由多根复丝合股而成，则真实原配色丝织物的纱线中单丝的根数等于真实原配色丝织物的复丝中单丝的根数与合股数的乘积；反之，则真实原配色丝织物的纱线中单丝的根数等于真实原配色丝织物的复丝中单丝的根数)确定数
字纱线横截面内单丝位置排列方式，沿长度方向将数字纱线分为多个数字纱线段并计算各个数字纱线段在纱线中的位置，根据真实原配色丝织物中各种颜色的单丝根数占单丝总数的比例设定其中一个数字纱线段横截面中单丝的颜色分布(即设定其中一个数字纱线段中不同位置的单丝的颜色)，基于该数字纱线段横截面中单丝的颜色分布确定其它数字纱线段横截面中单丝的颜色分布，得到数字纱线几何结构；
12.(b)基于真实原配色丝织物的经纱密度和纬纱密度确定数字织物中的经纱间隙和纬纱间隙，根据经纱间隙和纬纱间隙排列数字纱线，得到没有交织的且与数字织物面积(其值设定值)相等的经纱层和纬纱层，记为初级数字织物几何结构；
13.(c)基于真实原配色丝织物的织物组织图建立一个与初级数字织物几何结构中经、纬纱行列数相同的布尔矩阵；
14.(d)根据布尔矩阵调整初级数字织物几何结构中纱线的位置，形成经组织点和纬组织点(经组织点就是经纱在上的组织点，纬组织点就是纬纱在上的组织点)，得到最终的数字织物几何结构；
15.计算数字织物表面上某一像素点的反射率的过程为：首先确定过该像素点垂直于数字织物表面的直线上的所有单丝片段(单丝片段即单位长度的单丝)的排列顺序、吸收系数、散射系数和直径，然后确定数字织物基底(即测试时真实原配色丝织物的背景板)的反射率，最后使用matlab里的for循环计算这些单丝和数字织物基底组成的整体的混合色，即为该像素点的反射率，计算过程如下：
16.for e＝t:
‑
1:1，其中e为当前单丝编号，t为单丝总数，越靠近数字织物表面单丝编号越小；
17.读取单丝e的吸收系数k
e
；
18.读取单丝e的散射系数s
e
；
19.读取单丝e的直径x
e
；
20.单丝e的反射率的计算公式如下：
[0021][0022]
式中，v和τ为常数，τ＝(ν2‑
1)
1/2
；当e＝t时，ρ
g
为数字织物基底的反射率；当e＜t时，ρ
g
为单丝e 1(即上一个单丝)的反射率；
[0023]
end
[0024]
其它像素点的反射率的计算方法与此相同；
[0025]
根据各像素点的反射率计算数字织物整体混合色的三刺激值的过程为：先根据各像素点的反射率计算各个像素点的三刺激值x
t
、y
t
、z
t
，再代入下式计算数字织物整体混合色的三刺激值；
[0026][0027]
式中，x
mix
、y
mix
、z
mix
为数字织物整体混合色的三刺激值；m为数字织物表面上像素
点的总数。
[0028]
作为优选的技术方案：
[0029]
如上所述的一种原配色丝织物混合色计算方法，数字纱线横截面形状为圆形、椭圆形或跑道形(跑道形即长圆形，由两个半圆弧和两条相互平行的直线段围成)。
[0030]
如上所述的一种原配色丝织物混合色计算方法，数字纱线横截面内单丝位置排列方式的确定步骤如下：
[0031]
(i)计算横截面为圆形的复丝中单丝的半径，公式如下：
[0032][0033]
式中，r为复丝中单丝的半径，单位为mm；n
d
为真实原配色丝织物的复丝细度，单位为denier；σ为真实原配色丝织物的单丝体密度，单位为g/cm3；f为真实原配色丝织物的复丝中单丝根数；
[0034]
(ii)设定纱线(如果复丝合股，则纱线由多根复丝组成，如果没有合股，则纱线为单根复丝)横截面为圆形且其中单丝以开启式排列，使用matlab里的for循环获取单丝层数i，for循环的计算过程如下：
[0035]
for j＝单丝层数取值范围
[0036]
计算第j层单丝根数n
j
，公式如下：
[0037][0038]
式中，int为取整函数；
[0039]
计算前j层单丝总数n，公式如下：
[0040][0041]
if n大于真实原配色丝织物的纱线中单丝的根数；
[0042]
跳出循环，获得此时的层数j，即得单丝层数i；
[0043]
end
[0044]
end
[0045]
(iii)计算横截面为圆形的纱线的半径r，单位为mm，公式如下：
[0046][0047]
(iv)确定数字纱线横截面的尺寸参数，当数字纱线横截面形状为圆形时，数字纱线横截面的尺寸参数为横截面为圆形的纱线的半径r；则数字纱线中，以单丝直径为单位时，数字纱线半径为个单丝直径宽；
[0048]
当数字纱线横截面形状为椭圆形时，数字纱线横截面的尺寸参数为椭圆长半轴长a和椭圆短半轴长b，计算公式如下：
[0049][0050]
b＝βr；
[0051]
式中，β为压扁系数，其值为设定值；a和b的单位为mm；则数字纱线中，以单丝直径
为单位时，数字纱线长半轴长为个单丝直径宽，短半轴长为个单丝直径宽；
[0052]
当数字纱线横截面形状为跑道形时，数字纱线横截面的尺寸参数为次轴长(即跑道高)h和主轴长(即跑道宽)w的计算公式如下：
[0053][0054][0055]
式中，h和w的单位为mm；则数字纱线中，以单丝直径为单位时，数字纱线横截面的次轴长(即跑道高)为个单丝直径宽，主轴长(即跑道宽)为个单丝直径宽；
[0056]
(v)确定数字纱线横截面内单丝位置排列方式；
[0057]
先自中心向两端以单丝直径为单位对数字纱线横截面进行分割，分割线垂直于x轴，x轴为圆形横截面的水平对称轴、椭圆形横截面的长半轴或者为跑道形横截面的主轴(即跑道宽方向的对称轴)，得到的每个子部分称为子带，各子带沿排列方向从1开始顺序编号，最两端的子带沿垂直于分割线的方向的宽度大于等于单丝直径同时小于等于1.5倍单丝直径；
[0058]
再计算各子带中能容纳的单丝根数，当数字纱线横截面为圆形时，编号为μ的子带中能容纳的单丝根数m
μ
的计算公式如下：
[0059][0060]
当数字纱线横截面为椭圆形时，编号为μ的子带中能容纳的单丝根数m
μ
的计算公式如下：
[0061][0062]
当数字纱线横截面为跑道形时，记矩形部分子带的编号为μ1～μ2，μ1<μ2，其它编号的子带为非矩形，矩形子带中能容纳的单丝根数m
μ
的计算公式如下：
[0063][0064]
编号小于μ1的非矩形子带中能容纳的单丝根数m
μ
的计算公式如下：
[0065][0066]
编号大于μ2的非矩形子带中能容纳的单丝根数m
μ
的计算公式如下：
[0067][0068]
如上所述的一种原配色丝织物混合色计算方法，单丝层数取值范围为2～80，其中2为最少的单丝层数，80为随机设置的比较大的取值范围上限。
[0069]
如上所述的一种原配色丝织物混合色计算方法，沿长度方向将数字纱线分为多个数字纱线段并计算各个数字纱线段在纱线中的位置的具体步骤如下：
[0070]
(i)设定纱线节点数为d，d小于等于l
‑
2，l为数字纱线总长度，单位为像素；
[0071]
(ii)通过公式g0＝randperm(l
‑
2) 1生成一个区间[2,l
‑
1]内的随机分布的正整数一维矩阵g0，其中，randperm为matlab中生成随机数的函数；
[0072]
(iii)取g0中的第1～d个数字组成一维数组g，g中的每个数字代表一个数字纱线上的位置节点，使用下式将g按从小到大的顺序排列：
[0073]
g＝sort(g)；
[0074]
式中，sort()为matlab中的函数；
[0075]
(ⅳ)计算第q(q∈[1,d 1])个数字纱线段在数字纱线中的位置的方法为：当q＝1时，纱线段起始点为整个纱线上的第1个像素点，终止点为整个纱线上的第g
q
个像素点；当1<q≤d时，纱线段起始点为整个纱线上的第g
q
‑1 1个像素点，终止点为整个纱线上的第g
q
个像素点；当q＝d 1时，纱线段起始点为整个纱线上的第g
q
1个像素点，终止点为整个纱线上的第l个像素点；其中，g
q
为g中的第q个值；g
q 1
为g中的第q 1个值。
[0076]
如上所述的一种原配色丝织物混合色计算方法，设定其中一个数字纱线段横截面中单丝的颜色分布是指根据真实纱线中不同颜色单丝的混色比(一个单丝上只有1个颜色，混色比是指该真实纱线中某颜色的单丝的数量与另一颜色的单丝的数量之比，如果有多种颜色，就是按照多种颜色各自所对应的单丝的数量之比来确定)和单丝总数，对数字纱线段横截面中不同位置的单丝的颜色进行随机赋值(在确定了混色比的前提下，而真实纱线中在横截面上看，颜色在横截面上的分布是难以确定的，因此，本发明采用随机赋值的方式)；基于该数字纱线段横截面中单丝的颜色分布确定其它数字纱线段横截面中单丝的颜色分布是指对该数字纱线段横截面中单丝的颜色分布进行随机调整得到其它数字纱线段横截面中单丝的颜色分布。
[0077]
如上所述的一种原配色丝织物混合色计算方法，数字织物中的经纱间隙和纬纱间隙的确定过程为：将密度较大的纱线的间隙设为0(即如果实际织物的经纱密度较大，则将经纱间隙设为0；反之，则将纬纱间隙设为0)，按下式计算另一系统纱线的间隙(即密度相对较小的纱线的间隙)；
[0078][0079]
式中，wj和ww分别是经纱横截面宽度和纬纱横截面宽度(如果经纱或纬纱由单根复丝组成，则经纱宽度和纬纱宽度即为复丝宽度；如果经纱或纬纱由多根复丝合股而成，则经纱宽度和纬纱宽度即为合股后的纱线宽度)，单位为单丝直径宽；wj和ww分别是经纱间隙和纬纱间隙，单位为单丝直径宽；fj和fw分别是真实原配色丝织物的经纱密度和纬纱密度，单位为根/10cm。
[0080]
如上所述的一种原配色丝织物混合色计算方法，布尔矩阵中0代表纬组织点，1代表经组织点；初级数字织物几何结构中纬纱层位于经纱层的上面；根据布尔矩阵调整初级数字织物几何结构中纱线的位置，形成经组织点和纬组织点的过程为：通过matlab中的循环函数，遍历布尔矩阵，当遇到1时，将初级数字织物几何结构中与布尔矩阵相同行的纬纱和相同列的经纱的交点处的下层经纱与上层纬纱调换位置，形成经组织点，当遇到0时，则不做任何处理。
[0081]
本发明的原理为：
[0082]
原配色丝纺丝技术要想进一步推广，实现织前“软打样”，开发原配色丝的配色软件是其必经之路。而颜色预测模型是配色软件的核心，精准度高的预测模型，可以减少贸易中打小样的次数，缩短订单确认时间，提高订单的抢订率。因此，对原配色丝颜色预测模型的研究不仅有理论价值，更有实用价值。然而，现有的混色织物颜色预测模型只关注单色纤维的混色比，对其中纤维、纱线和织物结构参数都不考虑，所以只能计算织物的整体混合色，不能计算织物表面各点的颜色，这种结果并不利于产品设计和来样配色。本发明根据混色织物中纤维、纱线和织物自身的参数，首先建立相应的数字织物几何结构，然后计算数字织物表面各点的颜色，最后计算数字织物整体的颜色，由于与织物结构参数相结合，所以得到的计算结果更准确，更具有实用性。
[0083]
有益效果
[0084]
本发明的一种原配色丝织物混合色计算方法，与织物结构参数充分结合，不仅可以准确计算织物的整体混合色，还能计算织物表面各点的颜色，对混色产品设计和配色以及可视化织物表面色貌都有很大帮助。
附图说明
[0085]
图1为圆形复丝横截面的分割图；
[0086]
图2为椭圆形复丝横截面的分割图；
[0087]
图3为跑道形复丝横截面的分割图；
[0088]
图4为根据布尔矩阵调整初级数字织物几何结构得到最终的数字织物几何结构的示意图，其中，(a)为初级数字织物几何结构，(b)为布尔矩阵，(c)为最终的数字织物几何结构；
[0089]
图5为计算这些单丝和数字织物基底组成的整体的混合色的思路图，其中，(a)为复丝横截面及其基底，(b)为子带及其基底，(c)为迭代计算过程；
[0090]
图6为真实织物；
[0091]
图7为数字织物表面色貌；
[0092]
图8为复丝横截面中单丝分布数字化过程图，其中，(a)为单丝位置排列方式，(b)为给不同位置单丝赋颜色值，(c)为单丝分布数字化表示；
[0093]
图9为全局随机变化法的过程图，其中，(a)为前一个横截面中不同颜色单丝的数字化排列矩阵，(b)为单丝分布过度矩阵，(c)为位置调整矩阵，(d)为调整后的单丝的数字化排列矩阵；
[0094]
图10为若干局部随机变化的过程图，其中，(a)为前一个横截面中不同颜色单丝的数字化排列矩阵，(b)为若干单丝分布子窗口，(c)为单丝分布过度矩阵，(d)为位置调整矩阵，(e)为调整后的单丝的数字化排列矩阵。
具体实施方式
[0095]
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本技术所附权利要求书所限定的范围。
[0096]
一种原配色丝织物混合色计算方法，具体步骤如下：
[0097]
(1)构建表达真实原配色丝织物中纤维参数、纱线参数和织物结构参数的数字织物几何结构，具体步骤如下：
[0098]
(1.1)构建数字纱线几何结构，具体步骤如下：
[0099]
(1.1.1)设定数字纱线(即模拟的纱线)横截面形状；数字纱线横截面形状为圆形、椭圆形或跑道形(跑道形即长圆形，由两个半圆弧和两条相互平行的直线段围成)；
[0100]
(1.1.2)基于真实原配色丝织物的复丝细度、真实原配色丝织物的单丝体密度、真实原配色丝织物的复丝中单丝的根数和真实原配色丝织物的纱线中单丝的根数(如果纱线由多根复丝合股而成，则真实原配色丝织物的纱线中单丝的根数等于真实原配色丝织物的复丝中单丝的根数与合股数的乘积；反之，则真实原配色丝织物的纱线中单丝的根数等于真实原配色丝织物的复丝中单丝的根数)确定数字纱线横截面内单丝位置排列方式，具体步骤如下：
[0101]
(1.1.2.1)计算横截面为圆形的复丝中单丝的半径，公式如下：
[0102][0103]
式中，r为复丝中单丝的半径，单位为mm；n
d
为真实原配色丝织物的复丝细度，单位为denier；σ为真实原配色丝织物的单丝体密度，单位为g/cm3；f为真实原配色丝织物的复丝中单丝根数；
[0104]
(1.1.2.2)设定纱线(如果复丝合股，则纱线由多根复丝组成，如果没有合股，则纱线为单根复丝)横截面为圆形且其中单丝以开启式排列，使用matlab里的for循环获取单丝层数i，for循环的计算过程如下：
[0105]
for j＝单丝层数取值范围2～80
[0106]
计算第j层单丝根数n
j
，公式如下：
[0107][0108]
式中，int为取整函数；
[0109]
计算前j层单丝总数n，公式如下：
[0110][0111]
if n大于真实原配色丝织物的纱线中单丝的根数；
[0112]
跳出循环，获得此时的层数j，即得单丝层数i；
[0113]
end
[0114]
end
[0115]
(1.1.2.3)计算横截面为圆形的纱线的半径r，单位为mm，公式如下：
[0116][0117]
(1.1.2.4)确定数字纱线横截面的尺寸参数，当数字纱线横截面形状为圆形时，数字纱线横截面的尺寸参数为横截面为圆形的纱线的半径r；则数字纱线中，以单丝直径为单位时，数字纱线半径为个单丝直径宽；
[0118]
当数字纱线横截面形状为椭圆形时，数字纱线横截面的尺寸参数为椭圆长半轴长a和椭圆短半轴长b，计算公式如下：
[0119][0120]
b＝βr；
[0121]
式中，β为压扁系数，其值为设定值；a和b的单位为mm；则数字纱线中，以单丝直径为单位时，数字纱线长半轴长为个单丝直径宽，短半轴长为个单丝直径宽；
[0122]
当数字纱线横截面形状为跑道形时，数字纱线横截面的尺寸参数为次轴长(即跑道高)h和主轴长(即跑道宽)w的计算公式如下：
[0123][0124][0125]
式中，h和w的单位为mm；则数字纱线中，以单丝直径为单位时，数字纱线横截面的次轴长(即跑道高)为个单丝直径宽，主轴长(即跑道宽)为个单丝直径宽；
[0126]
(1.1.2.5)确定数字纱线横截面内单丝位置排列方式；
[0127]
先自中心向两端以单丝直径为单位对数字纱线横截面进行分割，分割线垂直于x轴，x轴为圆形横截面的水平对称轴、椭圆形横截面的长半轴或者为跑道形横截面的主轴(即跑道宽方向的对称轴)，得到的每个子部分称为子带，各子带沿排列方向从1开始顺序编号，最两端的子带沿垂直于分割线的方向的宽度大于等于单丝直径同时小于等于1.5倍单丝直径；
[0128]
再计算各子带中能容纳的单丝根数，当数字纱线横截面为圆形时，分割示意图如图1所示，编号为μ的子带中能容纳的单丝根数m
μ
的计算公式如下：
[0129][0130]
当数字纱线横截面为椭圆形时，分割示意图如图2所示，编号为μ的子带中能容纳的单丝根数m
μ
的计算公式如下：
[0131][0132]
当数字纱线横截面为跑道形时，分割示意图如图3所示，记矩形部分子带的编号为μ1～μ2，μ1<μ2，其它编号的子带为非矩形，矩形子带中能容纳的单丝根数m
μ
的计算公式如下：
[0133][0134]
编号小于μ1的非矩形子带中能容纳的单丝根数m
μ
的计算公式如下：
[0135][0136]
编号大于μ2的非矩形子带中能容纳的单丝根数m
μ
的计算公式如下：
[0137][0138]
(1.1.3)沿长度方向将数字纱线分为多个数字纱线段并计算各个数字纱线段在纱线中的位置，具体步骤如下：
[0139]
(1.1.3.1)设定纱线节点数为d，d小于等于l
‑
2，l为数字纱线总长度，单位为像素；
[0140]
(1.1.3.2)通过公式g0＝randperm(l
‑
2) 1生成一个区间[2,l
‑
1]内的随机分布的正整数一维矩阵g0，其中，randperm为matlab中生成随机数的函数；
[0141]
(1.1.3.3)取g0中的第1～d个数字组成一维数组g，g中的每个数字代表一个数字纱线上的位置节点，使用下式将g按从小到大的顺序排列：
[0142]
g＝sort(g)；
[0143]
式中，sort()为matlab中的函数；
[0144]
(1.1.3.4)计算第q(q∈[1，d 1])个数字纱线段在数字纱线中的位置的方法为：当q＝1时，纱线段起始点为整个纱线上的第1个像素点，终止点为整个纱线上的第g
q
个像素点；当1<q≤d时，纱线段起始点为整个纱线上的第g
q
‑1 1个像素点，终止点为整个纱线上的第g
q
个像素点；当q＝d 1时，纱线段起始点为整个纱线上的第g
q
1个像素点，终止点为整个纱线上的第l个像素点；其中，g
q
为g中的第q个值；g
q 1
为g中的第q 1个值；
[0145]
(1.1.4)根据真实原配色丝织物中各种颜色的单丝根数占单丝总数的比例设定其中一个数字纱线段横截面中单丝的颜色分布(即设定其中一个数字纱线段中不同位置的单丝的颜色)，基于该数字纱线段横截面中单丝的颜色分布确定其它数字纱线段横截面中单丝的颜色分布，得到数字纱线几何结构；
[0146]
设定其中一个数字纱线段横截面中单丝的颜色分布是指根据真实纱线中不同颜色单丝的混色比(一个单丝上只有1个颜色，混色比是指该真实纱线中某颜色的单丝的数量与另一颜色的单丝的数量之比，如果有多种颜色，就是按照多种颜色各自所对应的单丝的数量之比来确定)和单丝总数，对数字纱线段横截面中不同位置的单丝的颜色进行随机赋值(在确定了混色比的前提下，而真实纱线中在横截面上看，颜色在横截面上的分布是难以确定的，因此，本发明采用随机赋值的方式)；随机赋值即只考虑各混色单丝的个数，它们的位置随机分布，例如2种颜色的单丝，单丝1和单丝2的混色比为2:8，根据单丝总数计算出单丝1和单丝2的个数，然后将它们随机赋值给不同位置的单丝即可，如图8(a)和图8(b)所示；为了方便后续计算，需要将单丝在复丝中的位置排列和颜色分布数字化；首先建立一个以复丝横截面中子带数为列数，以子带中单丝根数的最大值为行数的矩阵，然后按照子带中不同颜色的单丝的排列顺序，使用不同的数字代表不同颜色的单丝，分别对矩阵中的列进行填充，空白部分用区别于单丝代号的数字表示，得到的不同颜色单丝的数字化排列矩阵如图8(c)所示，其中数字“3”和“4”分别表示黄色和红色单丝，数字“5”代表空白部分；
[0147]
基于该数字纱线段横截面中单丝的颜色分布确定其它数字纱线段横截面中单丝的颜色分布是指对该数字纱线段横截面中单丝的颜色分布进行随机调整得到其它数字纱线段横截面中单丝的颜色分布；随机调整的方法为全局随机变化法或若干局部随机变化法；
[0148]
全局随机变化法是对整个横截面中不同颜色的单丝的分布进行重排，形成一个新的不同颜色的单丝随机分布的横截面；计算过程如图9所示，其中图9(a)为前一个横截面中
不同颜色单丝的数字化排列矩阵，图9(b)是将图9(a)中的多行矩阵进行转化成1行的单丝分布过度矩阵，图9(c)是位置调整矩阵，是与图9(b)所示矩阵大小相同的随机正整数矩阵，图9(d)为调整后的单丝的数字化排列矩阵；
[0149]
计算公式如下所示：
[0150]
d
′
＝reshape(d0,1,m
×
n)；
[0151]
d
″
＝d
′
(1,t)；
[0152]
d＝reshape(d
″
,m,n)；
[0153]
其中，d0为待调整的单丝的数字化排列矩阵(即前一个纱线段的横截面中不同颜色单丝的数字化排列矩阵,图9(a))，m行n列；d
′
为单丝的数字化排列的过度矩阵(即单丝分布过度矩阵,图9(b))，1行m
×
n列；t为1～m
×
n的随机分布的正整数矩阵(即位置调整矩阵,图9(c))，1行m
×
n列；d
″
为调整后的过度矩阵，1行m
×
n列；d为调整后的单丝的数字化排列矩阵(图9(d))，m行n列；reshape()为matlab调整矩阵形状的函数；
[0154]
若干局部随机变化法是在每次变化时不是对整个单丝分布矩阵进行位置调整，而是在单丝分布矩阵中随机选择若干个子窗口，这些子窗口可以有重叠部分，也可以完全不相干，如图10(b)所示，然后只调整这些子窗口内的单丝位置，而其它部分单丝的位置保持不变；计算公式如下：
[0155]
d
′
＝reshape(d0,1,m
×
n)；
[0156]
d
″
＝d
′
(1,t)；
[0157]
d＝reshape(d
″
,m,n)；
[0158]
其中，d0为子窗口中的单丝分布矩阵(图10(b))，m行n列，1<m<m，1<n<n；d
′
为子窗口中的单丝分布过度矩阵(图10(c))，1行m
×
n列；t
m
×
n
为1～m
×
n的随机分布的正整数矩阵(图10(d))，1行m
×
n列；d
″
为调整后的过度矩阵，1行m
×
n列；d为调整后的局部窗口(10(e))；reshape()为matlab调整矩阵形状的函数。(b)基于真实原配色丝织物的经纱密度和纬纱密度确定数字织物中的经纱间隙和纬纱间隙，根据经纱间隙和纬纱间隙排列数字纱线，得到没有交织的、与数字织物面积(其值设定值)相等的经纱层和纬纱层，初级数字织物几何结构中纬纱层位于经纱层的上面，记为初级数字织物几何结构；
[0159]
(1.2)基于真实原配色丝织物的经纱密度和纬纱密度确定数字织物中的经纱间隙和纬纱间隙，根据经纱间隙和纬纱间隙排列数字纱线，得到没有交织的且与数字织物面积(其值设定值)相等的经纱层和纬纱层，记为初级数字织物几何结构；数字织物中的经纱间隙和纬纱间隙的确定过程为：将密度较大的纱线的间隙设为0(即如果实际织物的经纱密度较大，则将经纱间隙设为0；反之，则将纬纱间隙设为0)，按下式计算另一系统纱线的间隙(即密度相对较小的纱线的间隙)；
[0160][0161]
式中，wj和ww分别是经纱横截面宽度和纬纱横截面宽度(如果经纱或纬纱由单根复丝组成，则经纱宽度和纬纱宽度即为复丝宽度；如果经纱或纬纱由多根复丝合股而成，则经纱宽度和纬纱宽度即为合股后的纱线宽度)，单位为单丝直径宽；wj和ww分别是经纱间隙和纬纱间隙，单位为单丝直径宽；fj和fw分别是真实原配色丝织物的经纱密度和纬纱密度，单位为根/10cm；
[0162]
(1.3)基于真实原配色丝织物的织物组织图建立一个与初级数字织物几何结构中经、纬纱行列数相同的布尔矩阵；
[0163]
(1.4)根据布尔矩阵调整初级数字织物几何结构中纱线的位置，形成经组织点和纬组织点(经组织点就是经纱在上的组织点，纬组织点就是纬纱在上的组织点)，得到最终的数字织物几何结构；布尔矩阵中0代表纬组织点，1代表经组织点；根据布尔矩阵调整初级数字织物几何结构中纱线的位置，形成经组织点和纬组织点的过程为：通过matlab中的循环函数，遍历布尔矩阵，当遇到1时，将初级数字织物几何结构中与布尔矩阵相同行的纬纱和相同列的经纱的交点处的下层经纱与上层纬纱调换位置，形成经组织点，当遇到0时，则不做任何处理，具体过程如图4所示；
[0164]
(2)计算数字织物表面上各像素点的反射率，具体过程为：首先确定过该像素点垂直于数字织物表面的直线上的所有单丝片段(单丝片段即单位长度的单丝)的排列顺序、吸收系数、散射系数和直径，然后确定数字织物基底(即测试时真实原配色丝织物的背景板)的反射率，最后使用matlab里的for循环计算这些单丝和数字织物基底组成的整体的混合色，即为该像素点的反射率(具体思路如图5所示)，计算过程如下：
[0165]
for e＝t:
‑
1:1，其中e为当前单丝编号，t为单丝总数，越靠近数字织物表面单丝编号越小；
[0166]
读取单丝e的吸收系数k
e
；
[0167]
读取单丝e的散射系数s
e
；
[0168]
读取单丝e的直径x
e
；
[0169]
单丝e的反射率的计算公式如下：
[0170][0171]
式中，ν和τ为常数，τ＝(ν2‑
1)
1/2
；当e＝t时，ρ
g
为数字织物基底的反射率；当e<t时，ρ
g
为单丝e 1(即上一个单丝)的反射率；
[0172]
end
[0173]
其它像素点的反射率的计算方法与此相同；
[0174]
(3)根据各像素点的反射率计算数字织物整体混合色的三刺激值，即原配色丝织物混合色的三刺激值；
[0175]
具体过程为：先根据各像素点的反射率计算各个像素点的三刺激值x
t
、y
t
、z
t
，计算方法参考文献(董振礼,郑宝海,轷桂芬,等.测色与计算机配色[m].北京:中国纺织出版社,2017.)中三刺激值计算方法的等间隔波长法，再代入下式计算数字织物整体混合色的三刺激值；
[0176][0177]
式中，x
mix
、y
mix
、z
mix
为数字织物整体混合色的三刺激值；m为数字织物表面上像素点的总数。
[0178]
为了判断本发明的原配色丝织物混合色的计算方法是否准确，本发明选取了一种真实原配色丝织物，利用本发明的原配色丝织物混合色的计算方法计算该真实原配色丝织物的三刺激值，具体说明如下：
[0179]
真实原配色丝织物如图6所示，该织物黑色单丝与白色单丝混色比为2:8，单丝体密度为1.2g/cm3，复丝细度为77.2旦，复丝中单丝根数为48，织造时3根复丝合股为1根纱线，织物组织类型为普通平纹，经纱密度为28根/cm，纬纱密度为20根/cm，使用datacolor 850测色仪测试得到该织物的三刺激值分别为x＝14.72，y＝15.53，z＝17.11；
[0180]
按照上述步骤(1)～(3)计算该真实原配色丝织物的三刺激值，其中，数字织物几何结构中根据真实织物设置的参数有：织物组织类型为普通平纹，纱线中复丝合股数为3，复丝中单丝根数为48，复丝细度n
d
为77.2旦，单丝密度σ为1.2g/cm3，黑色单丝与白色单丝混色比为2:8；其它设定参数有：数字纱线横截面类型为椭圆，数字织物压扁系数β为0.8，纱线段数为48，数字织物面积为1024像素
×
1024像素，随机调整的方法为若干局部随机变化法，子窗口数为20；计算得到参数为：经纱和纬纱长度为1024像素，纱线中单丝层数为8，以一个像素宽表示单丝直径，然后以单丝直径为单位，得到的纱线的宽为16个像素，高为11个像素，经纱间隙为0，纬纱间隙为6个像素，基底反射率的波段范围为400nm～600nm区间，在此区间全为0；最终得到的数字织物整体混合色的三刺激值分别为x＝17.13，y＝18.07，z＝19.80，用cmc色差公式评价真实原配色丝织物的混合色和计算的数字织物的混合色之间的色差，结果为1.56cmc(2：1)单位，色差公式中亮度调整因子与彩度调整因子的比值，即l：c＝2:1；数字织物表面色貌如图7所示，将图6与图7对比可以看出，二者较为相似，说明本发明的方法能够准确计算真实织物的三刺激值；
[0181]
同时，本发明还利用kubelka
‑
munk模型、stearns
‑
noechel模型、friele模型计算上述真实原配色丝织物的三刺激值，用cmc色差公式评价真实原配色丝织物的混合色和计算的数字织物的混合色之间的色差，预测色差均值分别为2.79cmc(2:1)单位、2.812cmc(2:1)单位、2.26cmc(2:1)单位，对比可以看出相对于现有技术本发明的方法能够准确计算真实织物的三刺激值。