智能化刺绣CAD是伴随CAD的迅猛发展而不断发展起来的一个应用于刺绣行业进行针位数据编程的软件系统。随着计算机技术的不断进步，电脑刺绣机的性能在不断提高，功能不断完善，促进了刺绣产业的飞跃发展。刺绣是一种具有极高附加值的中高档纺织产品，对绣品的质量要求高，品种要求更新快，但目前关键工艺所用的刺绣CAD系统相对落后，现在国际上流行的电脑刺绣CAD系统，其生产过程大都用手工进行操作，费时费工，速度慢，效果差，同时针法编制的计算精度差、图像自动编针的智能化和自动化程度低，在实际生产中产生了瓶颈效应，制约了生产效率的提高。 图像处理和识别以及人工智能技术是实现刺绣CAD编程自动化和智能化的关键技术，也是解决上述缺陷的主要手段。目前，一些发达国家政府及工业界均大力地、积极地开展智能化刺绣CAD的研究，我国863计划也资助了该领域的研究工作。其研究成果不仅将促进科学和技术的进步，还会对国家的经济发展产生一定的影响。 本文针对智能化电脑刺绣CAD系统中的图像分割、图像区域类型识别、矢量化、知识表示及推理、花样图像检索等关键技术进行了深入的研究，以便解决目前刺绣CAD系统的自动化和智能化程度低的问题，本文的主要研究工作和创新性成果有：(1)图像分割问题的研究研究了基于数据驱动方式的三种图像分割算法，对颜色聚类分割法、基于区域的图像分割法、基于边缘的图像分割法进行了有针对性的改进以适合用户对刺绣图像不同分割用途。本文改进的三个算法分别是：基于颜色聚类的图像分割算法EICC、基于区域增长的图像分割算法EIRB、基于边缘的图像分割算法EERB，实验结果表明，这些改进算法效果很好。 (2)刺绣图像的识别及矢量化方法基于图像区域的骨架和该区域的面积对刺绣图像的区域进行了关于“线”、“带”、“面”的定义，并借此实现了区域类型识别方法；对于识别为带的区域，提出并实现了骨架跟踪算法EST和基于骨架的对边信息的提取算法ETOT，此法同样可以应用于字符绣的处理中，实验结果表明，性能很好。还提出并实现了一个基于数字直线的Beizer曲线拟合方法，该方法包括：查找拐点算法EIF、冗余点精简算法EIR、直线拟合算法ELD、圆拟合算法ECD、Beizer内点计算方法BFC。实验结果表明，本算法比MAGIC系统算法在处理直线与圆的交界的位置方面效果较好。 (3)刺绣图像连通域的遍历算法的研究本文对刺绣图像连通域遍历问题，即挖空绣问题，进行了深入的研究，根据刺绣编针的要求，本文提出并实现了一个基于启发式知识的图遍历方法，即刺绣编针轨迹计算方法。该方法包括：划分出单次编针的区域的算法EGFD、计算出各个子区域的节点关系的算法EGRD、计算编针顺序的算法EGT-1和算法EGT-2、过渡线计算算法EGTL。实验结果表明，本算法与WILCOM算法性能相当，而在区域与区域交接的位置方面，本算法的处理较好。特别是在遍历算法的调整中，考虑到了刺绣知识的应用，利用基于知识的评价函数来确定优先级顺序，其效果很好。 (4)基于刺绣图像形状特征的检索的研究我们使用形状不变矩描述花样图像的形状特征，并提出使用主矢不变量描述具有矢量信息的花样图像的形状特征，根据这两类特征分别设计并实现了花样库检索算法，包括基于形状不变矩的检索算法SBER和基于主矢不变量的检索算法ERBDV；实验结果表明算法较好。 (5)设计并实现了一个智能化刺绣CAD系统PDS本文提出了一个智能化刺绣CAD系统框架，基于此框架为基础，利用前几章研究成果的各种算法，我们实现了一个智能化刺绣CAD系统PDS，并给出了PDS系统的数据结构、主要的针法算法、知识表示和推理策略以及字符自动编针等的实现技术。实验和应用表明：PDS系统在性能上和功能上都获得了较好的效果，在某些方面优于天木和TAJIMA系统。