一种基于非真实感的钢笔淡彩艺术效果绘制方法

摘要

本发明涉及一种基于非真实感的钢笔淡彩艺术效果绘制方法，属信息技术领域。本发明的方法为：求取原图像的梯度信息，沿梯度方向使用DoG滤波器进行滤波处理，通过与阈值的比较求取原图像的边缘图像；采用局部窗口的方差和均值计算线性滤波系数，并对原图像进行线性滤波处理，在此基础上采用双边滤波进行抽象化，得到色彩扩散效果；将边缘图像与色彩扩散图像进行叠加，获得初步的钢笔线条效果；为了获得原图像的色彩信息，采用光照明模型对色彩进行传输；采用对比度增强的方法增强图像的对比度，获得最终的钢笔淡彩艺术效果。本发明的优点在于：更符合人们的审美观，处理速度快，灵活性好，应用范围广，是非真实感模拟不同艺术效果的一种有益补充。

主权项

一种基于非真实感的钢笔淡彩艺术效果绘制方法，其特征在于该绘制方法的具体步骤如下：(1)DoG边缘提取求取输入图像Input的梯度，沿梯度方向使用DoG滤波器进行滤波，将滤波器的输出沿真实边缘放大，即累积各个滤波器的响应得到F(s)：$F\left(s\right)={\int }_{-T}^T\mathrm{Input}\left(l\left(t\right)\right)f\left(t\right)\mathrm{dt}$式中，l(t)是输入图像Input在梯度直线l上的值，f(t)是采用高斯函数的滤波器；将F(s)沿梯度方向积分以增强线条的连续性，得到线条增强的图像A(x)：$A\left(x\right)={\int }_{-S}^S{G}_{\sigma }\left(s\right)F\left(s\right)\mathrm{ds}$式中，G_σ(x)是标准差为σ的一维高斯函数；最后，将A(x)与阈值τ比较，二值化后得到一幅黑白的边缘图像edge：(2)线性滤波模糊对输入图像Input采用系数a_k，b_k进行线性滤波，得到滤波模糊结果M：M＝a_kInput+b_k,i∈w_k$a_k=\frac{\frac{1}{\left|w\right|}{\Sigma }_{i\in w_k}({\mathrm{Input}}_i^2-{\delta }_k\overline{{\mathrm{Input}}_k})}{{\psi }_k^2+e}$$b_k=\overline{{\mathrm{Input}}_k}-a_k{\delta }_k$式中，δ_k和为窗口w_k内的均值和方差，|w|表示窗口w_k中的像素个数，为输入图像Input在窗口w_k中的均值；(3)抽象处理将滤波模糊结果M从RGB色彩空间转换为LAB色彩空间，对亮度通道L采用Blur的半径大小对象素位置为x的邻域Sur进行非线性扩散，得到L通道的扩散结果L'：$L^{\prime }\left(x\right)=\frac{\int e^{-\frac{1}{2}{\left(\frac{|x-\mathrm{Sur}}{\mathrm{Blur}}\right)}^2}\mathrm{Weight}(\mathrm{Sur},x)*M\left(\mathrm{Sur}\right)\mathrm{dSur}}{\int e^{-\frac{1}{2}{\left(\frac{|x-\mathrm{Sur}}{\mathrm{Blur}}\right)}^2}\mathrm{Weight}(\mathrm{Sur},x)\mathrm{dSur}}$式中，Weight是当前像素与周围邻域像素之间的误差值；对L'采用参数为Width的宽度区间进行量化处理，得到抽象结果L”：式中，系数控制量化颜色数目的多少，参数Q_Boundray是L'的边缘信息；将L”与色彩通道AB从LAB色彩空间转换到RGB色彩空间，得到抽象处理结果图像C；(4)边缘增强将抽象处理结果图像C与DoG提取的边缘图像edge按比例系数n混合，得到结果图像G：G＝n*C+(1‑n)*edge 0<n<1；(5)色彩传递将边缘增强得到的结果图像G采用光照明偏离映射的方法，将参考图像的颜色信息传递到结果图像E中：E(i,j)＝H+G(i,j)cos(α)+Kcos^m(α)式中，H参数是环境光，参数K和m控制颜色传递的数量，cosα表示传递偏离角度，采用G图像的亮度分量在像素位置(i,j)进行计算：$\cos \alpha (i,j)=\frac{M(i,j)}{255};$(6)对比度增强采用对比度增强算法对色彩传递的结果图像E进行增强处理，得到色彩对比度增强的效果图像Z：$Z(x,y)=E(x,y)-\frac{a}{m*n-1}\mathrm{\Sigma E}(x^{\prime },y^{\prime })$式中，Z(x,y)是对比度增强后在(x,y)点处的像素值，E(x,y)是图像E在(x,y)点处的像素值，E(x',y')是像素点(x,y)的邻域内的像素，m*n是邻域大小，a为抑制强度因子。