[发明专利]图像处理设备、图像处理方法和程序

说明书

技术领域

本公开涉及图像处理设备、图像处理方法和程序，具体地讲，涉及一种被设计成使得可以在一次处理中局部地获得图像的绘画效果的图像处理设备、图像处理方法和程序。

背景技术

在现有技术中，执行LPF（低通滤波器）处理来消除图像数据中的噪声是众所周知的。然而，近年来多样化的需求导致开发了一种为提高对比度而保留边缘的、双边滤波器所代表的特殊LPF，并且还开发了一种应用了LPF的绘画（painterly）滤波器等。

绘画滤波器是一种将输入图像变换成绘画图像作为输出图像的技术。这种技术被称作非写实渲染（Non Photorealistic Rendering,NPR）。作为NPR技术，用来获得具有像水彩和油画一样的纹理的图像的下面的技术是公知的。为了获得像水彩一样的纹理，执行平滑化，同时通过使用双边滤波器或kuwahara滤波器保留边缘。为了获得像油画一样的纹理，提供具有与画刷描边（paintbrush stroke）相似的图案的图像。

例如，JP H8-44867A（US5621868A）描述了这样的算法：通过该算法，通过重复执行把某椭圆区域中的中心像素周围的像素的值替换为中心像素的值的处理来产生与画刷描边相似的图案，从而获得像油画一样的输出图像。需要指出的是，该技术使用了产生的描边的单调纹理，因此仅实现了少量的绘画风格。

与之相对，A.Hertzmann“Painterly Rendering with Curved Brush Strokes of Multiple Sizes”（Proc.Sgigraph98，ACM Press，1998，pp.453-460）（非专利文献1）提出了这样一种算法：通过该算法，通过在输出图像上重复绘制画笔（brush）图案使输入图像和输出图像之间的平方误差越来越小，从而获得像油画一样的输出图像。该技术可通过改变绘制用的画笔的形状来改变输出图像的绘画风格。例如，使用圆形画笔使得可以获得像点描图像一样的输出图像，使用自由轨迹画笔图案（Curved Brush Stroke，曲线画笔描边）使得可以获得像印象派图像的输出图像。

同时，在JP2011-160306A和JP2011-166217A(US2011/0187732A1)中提出了笔触（brush-touch）控制技术。在JP2011-160306A中，根据图像的被摄体和摄影师之间的距离来改变画笔尺寸。在JP2011-166217A(US2011/0187732A1)中，根据主要被摄体的面积改变画笔尺寸。

发明内容

然而，在JP H8-44867A(US5621868A)和非专利文献1中描述的提议中，需要重复离用画笔的绘制直到获得期望的输出图像。例如，需要将某像素的值更新很多次直到确定其输出值。

出于此原因，在JP H8-44867A(US5621868A)和非专利文献1中描述的提议中，需要花费很长的处理时间来获得期望的输出图像。

在JP2011-160306A和JP2011-166217A(US2011/0187732A1)中描述的提议是比在JP H8-44867A(US5621868A)和非专利文献1中的提议具有更短处理时间的技术，但是难以控制适合绘画的笔触。

本发明人已经认识到如上所述的情况。根据本公开的实施例，能够在一次处理中获得图像的适当的绘画感。

根据本公开的实施例，提供了一种图像处理设备，包括：矢量检测单元，检测输入图像中的各像素的流矢量；矢量相干性计算单元，基于矢量检测单元检测的流矢量计算矢量相干性；变形特性计算单元，通过使用矢量相干性计算单元计算的矢量相干性计算变形特性，该变形特性用于使每个所述像素所使用的滤波器的抽头形状变形；和绘画变换单元，基于变形特性计算单元计算的变形特性来变换输入图像。

变形特性计算单元可包括：画笔尺寸选择计算单元，通过使用矢量相干性计算单元计算的矢量相干性获得滤波器的抽头尺寸；描边选择计算单元，通过使用矢量检测单元检测的流矢量和矢量相干性计算单元计算的矢量相干性，获得滤波器的抽头长度；变形特性产生单元，基于画笔尺寸选择计算单元获得的抽头尺寸和描边选择计算单元获得的抽头长度产生变形特性。

画笔尺寸选择计算单元可具有多个查找表并通过使用这些查找表中适合输入图像的查找表获得滤波器的抽头尺寸。描边选择计算单元可具有多个查找表，并通过使用这些查找表中适合输入图像的查找表获得滤波器的抽头长度。