專利名稱：一種基于非真實(shí)感的藝術(shù)插畫效果繪制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開了一種基于非真實(shí)感的藝術(shù)插畫效果繪制方法，涉及計(jì)算機(jī)圖形圖像處理中藝術(shù)插畫效果的模擬仿真繪制方法，屬信息技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
非真實(shí)感繪制(NPR:Non Photorealistic Rendering)建立在人類感知的基礎(chǔ)上，結(jié)合了藝術(shù)的繪畫規(guī)則與科學(xué)的技術(shù)方法，利用計(jì)算機(jī)生成具有手繪風(fēng)格的圖形，主要在于表現(xiàn)圖形的藝術(shù)特質(zhì)、模擬藝術(shù)作品，并且在自然藝術(shù)風(fēng)格的模擬，圖像信息的增強(qiáng)，動(dòng)畫的生成，數(shù)據(jù)的藝術(shù)表現(xiàn)以及醫(yī)學(xué)、建筑學(xué)、教育學(xué)等方面都發(fā)揮著越來越重要的作用。此外，NPR適應(yīng)圖像內(nèi)容，忽略次要細(xì)節(jié)，有效地將用戶的注意力吸引到關(guān)鍵部分；能節(jié)省 大量的人力、物力和時(shí)間來完成動(dòng)畫的制作、藝術(shù)效果的生成過程，在影視作品、景點(diǎn)漫游、廣告宣傳、游戲娛樂等領(lǐng)域中，扮演著越來越重要的角色。非真實(shí)感繪制技術(shù)側(cè)重模擬具有各種不同風(fēng)格的藝術(shù)作品，如水彩畫、鋼筆畫、鉛筆畫、抽象畫等風(fēng)格作品，現(xiàn)實(shí)中具有的藝術(shù)風(fēng)格作品舉不勝舉，利用計(jì)算機(jī)仿真具有彩色的藝術(shù)插畫風(fēng)格作品，是非真實(shí)感繪制效果的有益補(bǔ)充，是非真實(shí)感藝術(shù)特質(zhì)模擬的一項(xiàng)重要技術(shù)。在公知的技術(shù)中，劉英芹(〈山東師范大學(xué)碩士論文，2010 采用圖像分割技術(shù)將靜態(tài)圖像渲染為卡通風(fēng)格的藝術(shù)效果；韓波(〈西安科技大學(xué)碩士論文，2011 對(duì)非真實(shí)感的色彩傳輸進(jìn)行了研究，提出了顏色傳輸效果評(píng)價(jià)指標(biāo)；康麗鋒(〈遼寧師范大學(xué)碩士論文，2009 將輸入的二維靜態(tài)圖像處理為具有水彩風(fēng)格的藝術(shù)效果圖像；趙彬如(〈電子科技大學(xué)碩士論文，2009 基于光照明模型實(shí)現(xiàn)了卡通風(fēng)格和黑白鋼筆風(fēng)格化的非真實(shí)感效果，采用輪廓提取、描影和紋理合成方法實(shí)現(xiàn)了單色的樹形軀干；艾立超(〈華南理工大學(xué)碩士論文，2010>)設(shè)計(jì)了卡通風(fēng)格藝術(shù)風(fēng)格渲染系統(tǒng)；牛曉東(〈四川師范大學(xué)碩士論文，2011 設(shè)計(jì)了水墨畫風(fēng)格的繪制系統(tǒng)；錢文華(〈云南大學(xué)博士論文，2010 設(shè)計(jì)了鉛筆畫、流體藝術(shù)風(fēng)格的渲染系統(tǒng)；黃華等(〈計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào)〉，2009，32 (10) =2023-2030)實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)的素描風(fēng)格化藝術(shù)效果；肖甫等(〈中國圖像圖形學(xué)報(bào)〉，2009，14 (4) :738-744)模擬生成了線條波動(dòng)感的非真實(shí)感藝術(shù)圖像，構(gòu)成可漫游的藝術(shù)感虛擬環(huán)境；閔峰等(〈中國圖像圖形學(xué)報(bào)〉，2009，32 (8):1595-1602)采用與或圖生成具有多種風(fēng)格的肖像畫藝術(shù)效果；胡事民等(〈專利CN200810114120. 9>，2008)基于水流結(jié)構(gòu)圖模擬畫家作畫的規(guī)則，自動(dòng)生成中國水墨畫；黃華等(〈專利CN200910023002. 1>，2009)根據(jù)素描以及人眼視覺的特點(diǎn)，生成素描風(fēng)格化的藝術(shù)效果；李云夕等(〈專利CN2001110210312. 1>，2011)公開了一種計(jì)算機(jī)素描畫的生成方法及系統(tǒng)；劉皓等(〈專利CN200510121488. 4>，2005)提出了一種交互式水墨風(fēng)格實(shí)時(shí)3D渲染及實(shí)時(shí)動(dòng)畫渲染方法。
相對(duì)公知的計(jì)算機(jī)非真實(shí)感藝術(shù)效果模擬方法，本發(fā)明在不改變背景圖像的情況 下，以色調(diào)分離和邊緣擴(kuò)展等技術(shù)為基礎(chǔ)，提出一種基于非真實(shí)感的藝術(shù)插畫效果繪制方法。經(jīng)文獻(xiàn)檢索，未見與本發(fā)明相同的公開報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種更符合實(shí)際情形，更具有一般性和通用性的基于非真實(shí)感的藝術(shù)插畫效果繪制方法。本發(fā)明以色調(diào)分離技術(shù)為核心，以產(chǎn)生具有彩色藝術(shù)插畫效果為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)輸入的靜態(tài)圖像進(jìn)行處理，給出了將輸入圖像進(jìn)行數(shù)字摳圖的方法，提出了以色調(diào)分離處理方式模擬插畫效果的方法，以及采用形態(tài)學(xué)膨脹技術(shù)進(jìn)行邊緣擴(kuò)展的方法。本發(fā)明按以下步驟完成基于非真實(shí)感的藝術(shù)插畫效果繪制方法工藝流程為首先，對(duì)輸入的靜態(tài)二維圖像采用數(shù)字摳圖的方法對(duì)圖像進(jìn)行分割，提取前景圖像，對(duì)提取的前景圖像從RGB彩色圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像；接著，對(duì)灰度圖像進(jìn)行色調(diào)分離，在此基礎(chǔ)上，通過與閾值的比較調(diào)整局部圖像的亮度信息，平滑局部邊緣；然后，為了得到彩色的藝術(shù)效果，將原輸入圖像的色彩信息采用色彩傳遞的方法傳遞到結(jié)果圖像中；再次，采用DoG濾波器對(duì)原輸入圖像進(jìn)行濾波處理，求取邊緣圖像，并基于形態(tài)學(xué)膨脹處理擴(kuò)展邊緣；最后，將色彩傳遞的結(jié)果圖像、邊緣擴(kuò)展圖像以及輸入原圖像的背景圖像按系數(shù)進(jìn)行合并，獲得最終的藝術(shù)插畫效果圖像；具體步驟如下(I)前景圖像數(shù)字摳圖將輸入圖像Input采用Poisson掩模圖像數(shù)字摳圖的方法進(jìn)行圖像分割，獲得前景圖像K和背景圖像Background
權(quán)利要求
1. 一種基于非真實(shí)感的藝術(shù)插畫效果繪制方法，其特征在于該繪制方法的具體步驟如下(1)前景圖像數(shù)字摳圖將輸入圖像Input采用Poisson掩模圖像數(shù)字摳圖的方法進(jìn)行圖像分割，獲得前景圖 像K和背景圖像Background
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于非真實(shí)感的藝術(shù)插畫效果繪制方法，屬信息技術(shù)領(lǐng)域。該繪制方法為對(duì)輸入原圖像采用數(shù)字摳圖的方法對(duì)圖像進(jìn)行分割，提取前景圖像和背景圖像，求取前景圖像的灰度圖像；對(duì)灰度圖像進(jìn)行色調(diào)分離，在此基礎(chǔ)上通過與閾值的比較調(diào)整局部圖像的亮度信息；將原輸入圖像的色彩信息采用色彩傳遞的方法傳遞到結(jié)果圖像中；采用DoG濾波器對(duì)原輸入圖像進(jìn)行濾波處理，求取邊緣圖像，并基于形態(tài)學(xué)膨脹處理擴(kuò)展邊緣；將色彩傳遞的結(jié)果圖像、邊緣擴(kuò)展圖像以及背景圖像按系數(shù)進(jìn)行合并，獲得最終的藝術(shù)插畫效果圖像；本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于更符合人們的審美觀，應(yīng)用范圍廣，處理速度快，靈活性好，是非真實(shí)感模擬不同藝術(shù)效果的一種有益補(bǔ)充。
文檔編號(hào)G06T7/00GK102663766SQ20121013534
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月4日
發(fā)明者官錚, 岳昆, 張學(xué)杰, 徐丹, 錢文華 申請(qǐng)人:云南大學(xué)