[发明专利]一种线条粉笔画艺术风格模拟方法

摘要

本发明涉及一种基于非真实感的线条粉笔画艺术效果模拟方法，属信息技术领域。该绘制方法为：输入一幅目标图像作为前景图像，对前景图像取色，求取前景图像的灰度信息；基于DoG滤波方法对灰度图像进行线条提取；接着，采用线性扩散滤波器对提取的线条图像进行扩散处理，获取线条扩散效果；对扩散结果图像进行增强，突出线条的细节特征；再次，输入黑板材质等背景图像，将线条增强后的图像与背景图像进行图像融合，获得最终的线条粉笔画艺术效果图像；本发明的优点在于：能通过计算机模拟线条粉笔画艺术效果，应用范围广，处理速度快，灵活性好，适应范围广，是非真实感绘制技术的一种有益补充。

主权项

一种基于非真实感的线条粉笔画艺术风格绘制方法，其特征在于该绘制方法的具体步骤如下：(1) 粉笔画前景图像去色将输入前景图像I (x, y) 转换为灰度图像L(x, y)：式中：(x, y) 表示象素的坐标位置，x表示象素的横坐标，y表示象素的纵坐标，，，表示输入前景图像I (x , y) 的红、绿、蓝三通道值；(2) 粉笔画DoG线条提取求取灰度图像L (x, y) 的梯度，沿梯度方向使用高斯差分DoG滤波器进行滤波，对L(x, y)中不同象素位置进行滤波后，累积滤波响应得到累积值F (x, y)：式中，表示象素的坐标位置，x 表示象素的横坐标，y 表示象素的纵坐标，为对灰度图像L (x, y)计算梯度操作，f (x, y)表示高斯函数滤波器，参数T 表示滤波器的大小()，d (x, y)表示求偏导过程；将累积值F (x, y) 沿梯度方向积分，增强线条的连续性，得到积分结果图像A (x, y)：式中，表示象素的坐标位置，x 表示象素的横坐标，y 表示象素的纵坐标，是标准差为的一维高斯函数()，参数s 控制检测到线条的平滑程度()，d (x , y )表示求偏导过程；通过()与阈值进行比较()，二值化后产生黑白的线条图像E (x , y )：(3) 粉笔画线条扩散采用扩散滤波器对线条图像E (x , y )进行扩散，采用r ()的半径大小对线条图像中象素位置为的邻域()进行扩散，得到线条扩散结果图像S (x , y )：式中，表示象素的坐标位置，x 表示象素的横坐标，y 表示象素的纵坐标，表示邻域权重函数，l 表示象素位置为的象素与周围邻域象素之间的坐标距离，d (x , y )表示求偏导过程；(4) 粉笔画线条增强对线条扩散结果图像S (x , y )采用系数,进行线性滤波，得到滤波结果图像B (x , y )：式中，表示象素的坐标位置，表示滤波窗口大小()，表示窗口中的象素个数，参数用来调节系数的大小()，表示滤波窗口大小为的盒式滤波器的均值，表示滤波窗口大小为的盒式滤波器的方差，表示S (x , y )在滤波窗口中象素值的均值；计算线条扩散图像S (x , y )与滤波结果图像B (x , y )的差值，获得线条增强图像Z (x , y )：式中，参数c 控制线条增强的程度()；(5) 背景图像输入选取具有彩色的黑板、墙壁等材质的输入图像H (x , y )，作为最终线条粉笔画艺术效果的背景图像；(6) 粉笔画图像融合对输入图像H (x , y )和线条增强图像Z (x , y )进行叠加，将输入背景图像H (x , y )从RGB色彩空间转换到LAB色彩空间，融合粉笔画线条增强的结果图像Z (x , y )与输入背景图像H (x , y )的亮度信息，获得具有线条粉笔画艺术风格的灰度图像P (x , y )：式中，表示象素的坐标位置，x 表示象素的横坐标，y 表示象素的纵坐标，表示输入背景图像H (x , y )在LAB色彩空间中L通道值；在LAB色彩空间中，将输入背景图像H (x , y )的色彩值、传输到灰度粉笔画艺术效果图像中：式中，表示象素的坐标位置，x 表示象素的横坐标，y 表示象素的纵坐标，、表示输入图像H (x , y )在LAB色彩空间中A通道和B通道的值，、、表示最终的线条粉笔画艺术风格图像在LAB色彩空间中L、A、B通道的值，将、、三通道值合并：式中，O (x , y )表示合并之后的线条粉笔画风格结果图像，将O (x , y )从LAB色彩空间转换回RGB色彩空间，获得最终的线条粉笔画艺术效果图像O (x , y )。