[发明专利]手绘图案的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种图案合成技术，尤其是涉及一种利用手绘装饰图案样本生成大范围新图案的图案合成方法。

背景技术

近年来，随着多媒体技术的不断发展，计算机绘图环境日益完善，方便艺术设计人员创作的数位板、数位屏和手写笔等绘图设备得到广泛应用，大量图案创作和设计的工作开始在计算机上完成。纹理合成技术可以依据指定的纹理样本通过相邻区域的颜色匹配进行图像拼接合成出与其相似的大范围纹理(朱文浩，魏宝刚.基于样本的纹理合成技术综述.中国图象图形学报，2008.13(11)：2063-2069)，但是这种技术没有将知觉意义上的元素视为整体来对待，因此不适用于手绘图案的合成。

近几年，图形学界开始关注矢量手绘图案合成技术。Barla等人(Barla，P.，S.Breslav，J.Thollot，F.Sillion，and L.Markosian，Stroke pattern analysis and synthesis.Computer Graphics Forum(Proc.of Eurographics 2006)，2006.25(3)：663-671)提出的方法以一个小尺寸的手绘图案作为样本，首先将样本中具有接近或重叠关系的笔画看作图案元素，分析得到元素之间的局部相邻关系；然后随机生成一些种子点，用Lloyd方法调整种子点使其分布均匀；接下来从中心的种子点开始，依照样本中元素的局部拓扑关系，逐一将每个种子点替换为样本中的一个图案元素，最后生成大范围的图案。该方法只考虑元素相邻关系这种局部特征，因此合成的图案与样本图案只具有局部的相似性，而没有整体的相似性。

Ljiri等人(Ijiri，T.，R.Mêch，T.Igarashi，and G.Miller，An example-based procedural system for element arrangement.Computer Graphics Forum(Proc.of Eurographics 2008)，2008.27(2)：429-436)也提出了类似的方法，但合成的图案与样本图案同样只具有局部相似性，忽略了整体相似性。Hurtut等人(Hurtut，T.，P.-E.Landes，J.Thollot，Y.Gousseau，R.Drouilhet，and J.-FCoeurjolly.Appearance-guided synthesis of element arrangements by example.in Proceedings of the 7th International Symposium on Non-Photorealistic Animation and Rendering(NPAR 2009).2009：51-60)也研究了基于样本的手绘图案合成。他们的算法首先由用户绘制样本，并标注出哪些笔画属于同一个图案元素，然后依据图案元素的形状特征将其聚类，并统计各类元素出现的密度，最后按照样本中的元素密度随机地放置各类元素，得到合成的图案。由该方法合成的图案与样本具有部分整体相似性，但是由于不考虑各类图案元素的空间位置关系，此方法只适用于不存在明确的内部结构特征的图案合成。

发明内容

本发明的目的在于提供一种根据人类视觉机制特征的手绘图案的合成方法。

本发明包括以下步骤：

1)使用数位板绘制图案样本；

2)输入合成图案的尺寸；

3)对图案样本中的图案元素进行聚类，将图案样本中的每个图案元素归入一个元素类别；

4)分析图案样本中的图案元素的分布特征；

5)在指定的合成图案尺寸范围内放置种子点；

6)生成种子图；

7)根据图案样本中的图案元素的分布特征构造一个映射关系，将每个种子点映射到一个元素类别；

8)根据映射关系将每个种子点置换为一个图案元素，得到合成图案并输出。

在步骤1)中，所述图案是一种带有装饰意味的花纹或纹样，由有限种类的图案元素按照一定的拓扑结构排列而成，可广泛应用于动漫设计、纺织品、广告设计，工艺美术品和建筑物上；所述图案样本表示借助绘图板手工绘制的图案示例，用于合成大面积图案。

在步骤2)中，所述合成图案表示通过本方法合成的图案。

在步骤3)中，所述图案元素表示图案的组成单元，其本身不存在重复性，而反复出现在同一图案中；所述元素类别表示具有相似的形状特征的图案元素的集合，由图案元素进行聚类操作获得。