一种基于非真实感的波谱艺术风格绘制方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于非真实感的波谱艺术风格绘制方法，采用将输入的静态二维图像转换为灰度图像，并采用泊松数字抠图的方法进行图像分割，提取灰度图像中的主体；对灰度图像采用阈值分割的方法获得黑白两种色调的图像，并采用滤波的方法对黑白两种色调的图像进行滤波平滑；删除白色区域，保留黑色区域的象素点产生最终的前景图像；选取具有彩色纹理的图像作为纹理样本，采用纹理合成的方法合成最终的背景图像；最后将前景图像和背景图像进行融合，获得最终的彩色的波谱艺术效果图像；本发明的优点在于：更符合人们的审美观，应用范围广，处理速度快，灵活性好，是非真实感模拟不同艺术效果的一种有益补充。
【专利说明】一种基于非真实感的波谱艺术风格绘制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种计算机图形处理方法，尤其涉及一种基于非真实感的波谱艺术风 格绘制方法。
【背景技术】
[0002] 非真实感绘制（NPR:Non Photorealistic Rendering)建立在人类感知的基础上， 结合了艺术的绘画规则与科学的技术方法，利用计算机生成具有卡通、油画、水彩等手绘风 格的图形，主要在于表现图形的艺术特质、模拟艺术作品，善于表现人的主观情感，在自然 艺术风格的模拟，图像信息的增强，动画的生成，数据的艺术表现以及医学、建筑学、教育学 等方面都发挥着越来越重要的作用。此外，NPR适应图像内容，忽略次要细节，有效地将用户 的注意力吸引到关键或者重要的部分；能节省大量的人力、物力和时间来完成动画的制作、 艺术效果的生成过程，在影视作品、景点漫游、广告宣传、游戏娱乐等领域中，扮演着越来越 重要的角色。
[0003] 非真实感绘制技术侧重模拟具有各种不同风格的艺术作品，如水彩画、钢笔画、 铅笔画、抽象画等风格作品，现实中具有的艺术风格作品举不胜举，利用计算机仿真具有 波谱艺术风格的绘画作品，是非真实感绘制效果的有益补充，是非真实感艺术特质模拟的 一项重要技术。波谱艺术风格代表了 20世纪60年代工业设计追求形式上的娱乐化表现 主义，反映了战后成长起来的青年一代的社会与文化价值观，力图表现自我，追求标新立 异的心理，在设计中强调新奇与独特，追求新颖和奇特的艺术品质。在公知的技术中，刘 英芹（〈山东师范大学硕士论文，2010?采用图像分割技术将静态图像渲染为卡通风格的 艺术效果；赵彬如（〈电子科技大学硕士论文，2009?基于光照明模型实现了卡通风格和 黑白钢笔风格化的非真实感效果，采用轮廓提取、描影和纹理合成方法实现了单色的树形 躯干；艾立超（〈华南理工大学硕士论文，2010?设计了卡通风格艺术风格渲染系统；钱 文华（〈云南大学博士论文，2010?设计了铅笔画、流体艺术风格的渲染系统；陈钊针对具 体场景设计了地形处理部分和地形水墨渲染两个模块，设计了写意水墨画绘制系统（〈吉 林大学硕士论文，2011? ;Meng等人对人脸等结构特征进行了研究，采用变形、数据库构 建实现了人物肖像画的剪纸效果（〈吉林大学博士论文，2012? ;Peng构建了剪纸图案单 元数据库，通过对数据库中不同单元图案的组合，实现了剪纸艺术效果的表现形式（〈the Fourth International Conference on Image and Graphics, 2007:892-896? ;陈圣国设计 了计算机辅助乱针刺绣艺术效果模拟过程（〈计算机学报，2011,34(3) :526-532>);钟秋 月从网格和纹理贴图的风格化两方面模拟皮影的风格特征，设计了具有皮影风格的人影 三维模型（〈电子科技大学硕士毕业论文，2012? ;黄华等（〈专利CN200910023002. 1>， 2009)根据素描以及人眼视觉的特点，生成素描风格化的艺术效果；李云夕等（〈专利 CN2001110210312. 1>，2011)公开了一种计算机素描画的生成方法及系统；董立新公开了 一种基于图像的水墨画画风图像生成方法（〈专利CN201110208739. 8>，2011);郝雯公开 了一种带特征线风格化的三维风格模型非真实感渲染方法（〈专利CN201010541055. 5>， 2011)。
[0004] 相对公知的计算机非真实感艺术效果模拟方法，本发明突出目标图像的主体特 征，以图像抠图和阈值分割技术为基础，提出一种基于非真实感的波谱艺术效果绘制方法。 经文献检索，未见与本发明相同的公开报道。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于非真实感的波谱艺术风 格绘制方法。
[0006] 本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
[0007] 本发明包括以下步骤：
[0008] (1)输入图像去色：将输入图像Input (X，y)转换到灰度图像Gray (X，y):
[0009] Gray (x, y) = 0. 299 X InputE (x, y) +0. 587 X InputG (x, y) +0. 114 X InputB (x, y)；
[0010] (2)输入图像数字抠图：对灰度图像Gray (x，y)采用泊松数字抠图的方法进行图 像数字抠图，提取灰度图像中的主体，获得前景图像Fore (X，y):
[0011]
【权利要求】
1. 一种基于非真实感的波谱艺术风格绘制方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 输入图像去色：将输入图像Input (x，y)转换到灰度图像Gray (x，y): Gray (x, y) = 0. 299 X InputE (x, y) +0. 587 X InputG (x, y) +0. 114 X InputB (x, y)； (2) 输入图像数字抠图：对灰度图像Gray (x，y)采用泊松数字抠图的方法进行图像数 字抠图，提取灰度图像中的主体，获得前景图像F〇re( X，y):
(3) 前景图像阈值分割：采用阈值分割方法对前景图像Fore (x，y)进行图像分割，获得 只有黑白两种色调的前景图像Er(x，y):
(4) 前景图像滤波平滑：对黑白色调的前景图像Er(x，y)进行滤波平滑处理，获得滤波 结果图像Lv(x, y):
(5) 黑色区域保留：删除滤波结果图像Lv(x，y)中的白色区域，保留黑色区域，获得最 终的前景图像Front (x，y): Front (x, y) = Lv(x, y)-White (x, y)； (6) 样本图像选取及合成：选取具有色彩的样本图像S(x，y)，对样本图像S(x，y)进行 纹理合成，从样本图像中选取纹理块填充到结果图像中，在纹理块中保留重叠区域，在不同 纹理块之间采用最佳缝合线的方法缝合纹理块，获得背景图像Back (X，y):
(7) 前景图像和背景图像融合：将最终的前景图像Fr〇nt(x，y)与背景图像Back(x，y) 融合，得到具有波谱艺术效果的结果图像Bo (x，y): Bo (x, y) = p X Front (x, y) +q X Back (x, y) 0 < p, q < 1 〇
【文档编号】G06T7/00GK104063888SQ201410275738
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年6月19日 优先权日:2014年6月19日
【发明者】钱文华, 徐丹, 官铮 申请人:云南大学