一种基于人工智能的中国水墨画分层打印方法及装置

技术特征：
1.一种中国水墨画分层打印装置，其特征在于，包括：台基，用于承载被打印的宣纸；支撑结构，固定在台基上，用于支撑连接各个模块以保证各模块正常工作运行；色彩管理模块，用于存储和提供不同打印方式下所需染剂及晕染溶剂；微喷勾勒打印模块，用于线条勾勒层的线打印；雾化晕染打印模块，用于水墨晕染层的面打印；氧化光-液系统模块，用于延时氧化处理；电子信息模块，用于数据运行处理与发送接收。2.一种基于人工智能的中国水墨画分层打印方法，其特征在于，基于权利要求1所述的中国水墨画分层打印装置，具体包括以下步骤：(1)依据宣纸的晕染属性，进行参数化实验并采集数据，推导获得衍生比例和干湿色差经验公式，构建墨痕数据库；(2)根据纸本氧化变色规律，进行参数化实验并采集数据，推导获得光-液氧化时间经验公式，构建光-液氧化数据库；(3)通过墨染画笔色彩分层算法和墨染画笔重叠分割算法对导入的水墨画图像进行色彩分层、重叠填充及属性判断，实现勾勒与晕染的多属性分层；(4)将多属性分层后的各图层信息比对墨痕数据库，通过墨染画笔边界收敛算法计算线条色块的原始及衍生范围，进行打印边界收敛；通过墨染画笔色彩还原算法计算纸本原始色彩及干湿线条叠加色彩参数，进行打印色彩还原；(5)对打印线条和色块均进行区域路径规划和时间顺序规划，利用微喷勾勒打印模块和雾化晕染打印模块在宣纸上分层分时叠加打印线条勾勒层和水墨晕染层；(6)将背景图层对比光-液氧化数据库，通过墨染画笔氧化算法求解出最优方案，利用氧化光-液系统模块对画面整体进行延时氧化处理，最终获得还原度较高的宣纸水墨晕染叠加和古拙历史效果。3.根据权利要求2所述的基于人工智能的中国水墨画分层打印方法，其特征在于，步骤(1)的具体过程为：(1-1)搭建l.a.b色彩实验环境，取各向同性且疏水性质差异小于5％的打印宣纸并测得原始rgb值；(1-2)将10g书画打印水性染剂均匀分成100份，按照5％的克重递增幅度将溶剂混合调配并进行阵列打印，用高清全彩相机实时采集不同水墨比条件下实验色块的原始区域、晕染衍生边界和线条色块干湿色彩参数；(1-3)根据采集结果，计算推导晕染衍生比例和rgb干湿色差经验公式；(1-4)对书画打印用途的多种常用色水性染剂进行重复实验，形成面向多层打印需求的墨痕数据库。4.根据权利要求2所述的基于人工智能的中国水墨画分层打印方法，其特征在于，步骤(2)的具体过程为：(2-1)搭建l.a.b色彩实验环境，取各向同性且疏水性质差异小于5％的打印宣纸并测得原始rgb值；
(2-2)采用光辐照度均匀、波长在300-800nm、紫外光密度在1.0w/m2的面光源对纸面进行照射延时氧化试验，并每间隔60s用浓度1％的溶剂进行微潮化处理，过程用高清全彩相机采集氧化色数据；(2-3)根据采集结果，推导光-液氧化时间经验公式；(2-4)使用紫外光密度为1～10w/m2的面光源、浓度为1％～10％的溶剂重复实验，形成光-液氧化数据库。5.根据权利要求2所述的基于人工智能的中国水墨画分层打印方法，其特征在于，步骤(3)的具体过程为：(3-1)导入需要分层打印的高清全彩水墨画图片文件；(3-2)利用墨染画笔色彩分层算法，统计画面色彩总数，并根据颜色分类及透明度值划分10-20个区间色域，进行色彩分层，并记录对应rgb区间；(3-3)根据色彩分布闭环路径和颜色渐变叠加规律，通过墨染画笔重叠分割算法判断色彩叠加区域范围及叠加顺序，确定重叠闭环区域及交叉区域的色彩归属，进行重叠填充，生成新的图层；(3-4)根据线条色块极限长宽比和画面总占比，匹配勾勒和晕染属性，并进行分层排序。6.根据权利要求2所述的基于人工智能的中国水墨画分层打印方法，其特征在于，步骤(4)的具体过程为：(4-1)导入一个分层图层，对比墨痕数据库；(4-2)根据晕染衍生比例参数，通过墨染画笔边界收敛算法推导计算出线条色块的原始范围和衍生边界，进行打印边界收敛，生成新的打印边界和区域，用于打印路径规划；(4-3)根据色彩属性和rgb干湿色差对应参数，通过墨染画笔色彩还原算法进行打印色彩还原，推导出原始色彩及干湿线条对比叠加参数，用于打印调色；(4-4)对分层后的图层集重复以上步骤，生成面向分层打印的图层集。7.根据权利要求6所述的基于人工智能的中国水墨画分层打印方法，其特征在于，步骤(5)的具体过程为：(5-1)打印准备，将与实验同性的打印宣纸放入打印装置的台基并展平；(5-2)利用打印装置的电子信息模块接收面向分层打印的图层集，图层集中包含有参数化打印路径文件和色彩文件；(5-3)按照图层集叠加顺序，打印装置的微喷勾勒打印模块对线条勾勒层进行线性打印，雾化晕染打印模块对水墨晕染层进行面性打印；(5-4)完成分层打印，整体送风烘干。8.根据权利要求2所述的基于人工智能的中国水墨画分层打印方法，其特征在于，步骤(6)的具体过程为：(6-1)导入区间色域范围最大的背景图层，对比光-液氧化数据库；(6-2)利用墨染画笔氧化算法求解出最优延时氧化方案；(6-3)利用打印装置中氧化光-液系统模块对纸本进行氧化处理；(6-4)采集氧化后纸本色彩数据对比原色彩数据，进行二次调校氧化或补色处理，完成作品。

技术总结
本发明公开了一种基于人工智能的中国水墨画分层打印方法及装置，其中，打印装置包括：台基、支撑结构、色彩管理模块、微喷勾勒打印模块、雾化晕染打印模块、氧化光-液系统模块以及电子信息模块。同时，利用人工智能算法等技术手段对图像进行数据采集、图层分割和参数校调等打印预处理，结合打印装置在宣纸上分层分时叠加打印线条勾勒层和水墨晕染层，并对画面整体进行延时氧化处理，最终获得还原度较高的宣纸水墨晕染叠加和古拙历史效果。利用本发明，可以较真实地还原中国水墨画中的宣纸水墨晕染叠加效果，能够有效改善目前中国画复制品打印领域存在的反光死板、缺乏层次感、晕染衍生、色彩失真等问题，具有广泛的科研与文化应用价值。值。值。


技术研发人员：张克俊 陈铭威 王柏林 蔡世轩 沈寒暑 陈泽文 沈心逸 沈吕可晟
受保护的技术使用者：浙江大学
技术研发日：2022.11.07
技术公布日：2022/12/30