民族织锦的主色提取方法

苗沛源，方周倩，孙 婷，金肖克，祝成炎,2，田 伟,2

(1.浙江理工大学 纺织科学与工程学院(国际丝绸学院)，浙江 杭州 310018；2.浙江理工大学 先进纺织材料与制备技术教育部重点实验室，浙江 杭州 310018)

织锦作为我国传统物质文化遗产之一，种类极多且风格迥异，每类织锦的配色及纹样设计都与当地少数民族的风俗习惯、提色工艺、宗教信仰、部落图腾、传统文化等密切相关。一幅精美的织锦作品往往有着浓郁的地域特色，其中，色彩和纹样作为民族织锦的显著特征，是研究传统民族织锦的重要方向。“远看颜色近看花”色彩搭配对于人们的视觉冲击往往要先于纹样。特征色是图片所有颜色中所占比例较高的一组颜色，准确找到图片的特征色就相当于抓住了图片的主要特点，就能进一步探究图片所要表达的相关信息。对于传统民族织锦的研究能有效地帮助科研工作者挖掘、整理及保护少数民族传统文化，丰富少数民族的研究领域，完善少数民族色彩理论体系，从而进一步推动民族织锦的传承与发展。

当前对于特征色的提取方法主要有：1)聚类算法：K-means聚类算法[1]，C-Means聚类算法，极大似然估计优化算法中的最大期望算法(Expectation-Maximization，EM)及Dempster-Laird-Rubin算法，以及基于密度的非参数聚类算法Mean-Shift算法。2)颜色直方图法：RGB、CIELAB、HSV等颜色空间。3)颜色向量法与颜色相关图法。4)设计师使用的相关设计软件等均有色彩吸取功能，比如利用Photoshop工具条中的吸管工具来进行色彩提取。由此可看出，提取图片特征色彩的方法[2-3]有很多，但少有学者将这些方法进行系统的对比分析，得出较适用于民族织锦的色彩提取方法。本文对当今较为主流的K-means聚类算法[4-6]、HLS颜色空间法及Photoshop软件提色法[7]进行实验对比，选出适合民族织锦的主色提取方法，从而使提取到的特征色最接近织锦实物的色彩，最终建立民族织锦相应的主色卡。

1 研究对象选择

壮锦、黎锦、土家锦作为少数民族的3个代表都善于运用色调的对比与调和[8-9]，从而营造出色彩斑斓的氛围，如图1所示民族织锦示例图。本文将通过对壮锦、黎锦、土家锦进行相关实验，找出最适合民族织锦主色提取的方法。由于壮锦、黎锦、土家锦分布于不同区域，且传统的民族织锦大都为手工织造，较为珍贵，直接用于实验会造成布料损伤，因此选用织锦照片来进行色彩提取及特征分析。本文实验所用织锦图片源于苏州、海南、广西等地的少数民族织锦展。

图1 3种民族织锦示例图

2 主色提取方法对比分析

K-means算法、基于HLS色彩空间的色彩分层方法和Photoshop软件主色提取这3种提色技术是从3个完全不相同的角度来进行主色提取。其中，运用优化K-means算法和基于HLS色彩空间的色彩分层方法实现色彩提取的流程图如图2所示，Photoshop的具体操作流程会在下文进行介绍。

图2 K-means算法及HLS色彩空间的色彩分层方法流程图

为了使提色结果更具对比性，本文随机选择如图3所示壮锦局部图作为研究对象，分别用这3种方法来实现主色提取，并建立相应的主色卡。

由于K-means算法实现主色提取需要预先确定K值也就是最终提取到的分色数。观察图3发现该织锦主要色彩数为8，预先设定分色数K=8。分别用3种方法对其进行主色提取，建立主色卡和主色恢复图，如图4～6所示。

主色L*、a*、b*值及其所占比例信息记录如图7所示。由于色彩的名字无准确描述对应，故用C1～C10表示，并在图例中附上相应的十六进制颜色码。对比图7中的数据可看出对于同一张织锦照片，采用不同的提色方法提取到的色彩：在色彩种类、色彩范围及色彩比例上均存在一定的差异，采用Photoshop提取到的主色L*、a*、b*值范围更广，且对于局部细节部分的色彩也可提取到。

将图4(a)、图5(a)、图6(a)与原图进行对比，运用Photoshop工具提取到的主色在色系整体上更加丰富、色彩更加鲜艳，更接近织锦实物的色彩效果；而采用K-means算法及HLS色彩空间提取到的主色总体上色系饱满程度偏低与织锦实物存在一定差异，故可初步得出：采用Photoshop软件提色的方法更适合用于民族织锦的主色提取。

图5 K-means主色恢复图及主色卡

图6 Photoshop及主色重构图

3 民族织锦照片主色提取

上文在理论上得出Photoshop软件提色的方法更适合用于民族织锦的主色提取，下文将利用Photoshop软件进行具体的实验，从数据角度来证明该结论的可行性。

3.1 民族织锦照片预处理

在进行色彩提取前，首先对拍摄的照片按如下要求进行筛选：1)删除拍摄不清楚及颜色失真的照片。2)删除色差明显、受光线影响较大的照片。3)将色彩丰富、具有代表性的图案纹样单独提取出来，先分别分析其色彩特征，再将风格相似的织锦照片按不同的民族风格进行整合。通过以上操作，使得最终保留的织锦照片更具有针对性和代表性，经过初步筛选，保留了50张民族织锦照片。

其次，对保留下来的50张织锦照片按如下要求进行调整：1)部分织锦整体上存在着不同的色彩风格及比例，图片整体处理会显得色彩较为混乱，无法凸显中间部分的色彩特征，因此在去除背景的前提下，对织锦照片按照风格的不同进行分割处理，在分割时应注意保留织锦色彩的多样性及完整性,如图8(a)所示。2)由于部分织锦作品整体上纹样连贯、色彩对比鲜明，故只需要去除照片中冗余部分保留实际纹样，如图8(a)、(b)所示。对保留下来的50张织锦照片进行调整后，最终得到94张相对独立且色彩完整的局部织锦图，作为本文实验的样本数据。

图8 黎锦照片预处理示意图

3.2 民族织锦主色提取步骤

按以下步骤验证Photoshop软件适合于提取民族织锦主色结论的正确性。

1)首先用Photoshop软件打开图8(c)右侧图，其中图8(c)右侧图是由图8(c)左侧图经预处理得到。

2)由于织锦照片具有分辨率高、色彩对比鲜明、纹样轮廓清晰等特点，点击导航栏中的“选择”，在其下拉菜单中点击“色彩范围”，然后在照片中选中相应的颜色。

3)点击导航栏中的“图像”，在下拉菜单中依次选择“分析”“记录测量”，则软件会自动计算步骤2)中的选中颜色的相关占比信息。

4)重复步骤3)，对照片所有纹样中大量出现具有代表性的色彩进行测量，从而得到该织锦照片10种主色的色号及归一化后的色彩占比，将提取到的主色按照色彩占比的大小绘制如图9所示的柱状图。

图9 黎锦主色图

5)绘制该织锦的主色卡，如图10所示。其中主要颜色及其在整幅织锦中的使用量情况以色块面积比的形式来展示。进一步证实了Photoshop软件用于民族织锦主色提取的可行性。

图10 黎锦比例色卡

3.3 3种民族织锦的特征色彩

将3.1节所述照片预处理后得到的94个较为完整的织锦局部图按织锦种类的不同分为壮锦、黎锦、土家锦3类。使用Photoshop软件对这94张局部图进行主色提取，将同类织锦提取的全部主色的R、G、B值及比例等记录下来并绘制色卡，之后将同类织锦所有色卡合并为1张新的色卡，最终可得到壮锦、黎锦、土家锦这3种民族织锦的色卡集合，如图11所示。并记录混合色卡中颜色的R、G、B、L*、a*、b*、H、S、B等数据，表1示出3种民族织锦混合色卡中所有色彩的R、G、B值范围。

图11 3种民族织锦比例色卡图

表1 3种民族织锦色卡R、G、B值的范围

对比图11中3张色卡及表1中3种织锦主色R、G、B值的范围可发现壮锦与黎锦、土家锦相比其主色R、G、B差值最大，说明其使用的色系更加丰富，色彩鲜艳度更高，这与当地的风俗习惯及本地居民的审美观念有关。通过查阅资料发现壮锦受蜀锦的影响较大，既包含蜀锦的挑花绝技又保留了其本身色彩多变的特点，由于壮族人民对美有独特的追求，在色彩上就表现出鲜艳丰富的特点；黎族是我国唯一一个聚居在海南岛的少数民族，且其独有的棉纺织染绣技艺距今已有3 000年的历史，该技艺于2009年被列为“急需保护的非物质文化遗产名录”，且其色彩受汉锦的影响，整体上与壮锦主色有一定的相似性；由于土家族位于清江流域，受楚巫文化的影响，土家锦在色彩选择上倾向于深色系[10]。壮锦、黎锦、土家锦的特征色中皆有红、黄、蓝、白及黑色，这几种颜色共同构成了我国传统的“五行正色”，这5种特征色的运用也从侧面反映出壮族、黎族、土家族虽位于我国不同的区域，但在其特征色的选取及使用上存在相似性[11-12]，同时随着数千年的发展及当地居民不同的审美观念，这些少数民族又分别衍生出自己独有的颜色，如图11(a)中壮锦独有的绿色，图11(c)中黎锦独有的天蓝色等。

4 结 论

为找到更适合于少数民族织锦主色提取的方法，本文分别运用K-means聚类算法、HLS颜色空间法及Photoshop软件提色法对94张相对独立且色彩完整的局部织锦图进行主色提取，构建主色恢复图及相应的色卡。通过对比及分析，发现使用Photoshop软件进行主色提取得到的色彩与织锦实物色彩更为接近，其提取的主色范围更广、色系更加丰富。用提取到的主色进行图片重构，观察重构图发现运用Photoshop软件提取到的色彩更加鲜艳，且一些细微处的色彩也能准确提取。通过对织锦照片的主色提取及分析得出，使用 Photoshop 软件提取民族织锦主色，选用适当数量的颜色可较好体现织锦照片的特点，该方法具有较好的可操作性和应用性，且民族织锦多是手工织造，其色彩界限分明且构成并不复杂，色彩数目往往是肉眼可见易数的。故使用 Photoshop 软件提取主色的方法主观性更强，对色彩的辨识也更加细致清晰，可更好地体现少数民族自然色彩的特点。

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