基于圖像處理的鉛筆畫繪制方法及裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明實施例提出一種基于圖像處理的鉛筆畫繪制方法及裝置，所述方法包括：對輸入圖像進行圖像處理獲得所述輸入圖像的輪廓圖；將所述輸入圖像的色調(diào)圖與所述輸入圖像所在類的鉛筆畫的色調(diào)擬合曲線進行直方圖匹配，生成匹配后的色調(diào)圖，由所述匹配后的色調(diào)圖生成對應(yīng)的噪聲圖，將所述噪聲圖分割成多個區(qū)域，在所述多個區(qū)域上分別形成不同方向的紋理，由所述多個區(qū)域的紋理構(gòu)成所述輸入圖像的紋理圖；根據(jù)所述輪廓圖及所述紋理圖得到所述輸入圖像對應(yīng)的鉛筆畫。本發(fā)明實施例生成的鉛筆畫更加接近現(xiàn)實中的手工鉛筆畫，提高了用戶體驗。
【專利說明】
基于圖像處理的鉛筆畫繪制方法及裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，設(shè)及一種將輸入圖像轉(zhuǎn)化為鉛筆畫的 鉛筆畫繪制方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 鉛筆畫的繪制是非真實感繪制領(lǐng)域一個具有實際應(yīng)用價值的技術(shù)方向，可W通過 歸納學(xué)習(xí)畫家繪制鉛筆畫的實際步驟，構(gòu)建利用計算機模擬生成鉛筆畫的技術(shù)。畫家在繪 制鉛筆畫時首先確定好構(gòu)圖思路，并經(jīng)過反復(fù)推敲使得構(gòu)圖得當、均衡。其次，在規(guī)劃好輪 廓的形狀、比例、結(jié)構(gòu)等信息的情況下畫出物體的輪廓。再次，依據(jù)物體的明暗信息從整體 到局部的進行塑造、填充，使畫面飽滿圓潤。最后，進行色調(diào)、空間、質(zhì)感、主次等整體調(diào)整， 得到成型的鉛筆畫。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，雖然提出了很多鉛筆畫繪制的方法，但在鉛筆畫的色調(diào)及紋理處理 方面存在缺陷，導(dǎo)致生成的鉛筆畫的紋理效果不自然，影響生成鉛筆畫的整體效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，本發(fā)明實施例的目的在于提供一種改善鉛筆畫紋理的鉛筆畫繪制方 法，應(yīng)用于用戶終端，所述鉛筆畫繪制方法包括：
[0005] 對輸入圖像進行圖像處理獲得所述輸入圖像的輪廓圖；
[0006] 將所述輸入圖像的色調(diào)圖與所述輸入圖像所在類的鉛筆畫的色調(diào)擬合曲線進行 直方圖匹配，生成匹配后的色調(diào)圖，由所述匹配后的色調(diào)圖生成對應(yīng)的噪聲圖，將所述噪聲 圖分割成多個區(qū)域，在所述多個區(qū)域上分別形成不同方向的紋理，由所述多個區(qū)域的紋理 構(gòu)成所述輸入圖像的紋理圖；
[0007] 根據(jù)所述輪廓圖及所述紋理圖得到所述輸入圖像對應(yīng)的鉛筆畫。
[000引本發(fā)明另一較佳實施例還提供一種鉛筆畫繪制裝置，應(yīng)用于用戶終端，所述鉛筆 畫繪制裝置包括：
[0009] 輪廓圖獲取模塊，用于對輸入圖像進行圖像處理獲得所述輸入圖像的輪廓圖；
[0010] 紋理圖獲取模塊，用于將所述輸入圖像的色調(diào)圖與所述輸入圖像所在類的鉛筆畫 的色調(diào)擬合曲線進行直方圖匹配，生成匹配后的色調(diào)圖，由所述匹配后的色調(diào)圖生成對應(yīng) 的噪聲圖，將所述噪聲圖分割成多個區(qū)域，在所述多個區(qū)域上分別形成不同方向的紋理，由 所述多個區(qū)域的紋理構(gòu)成所述輸入圖像的紋理圖；
[0011] 鉛筆畫繪制模塊，用于根據(jù)所述輪廓圖及所述紋理圖得到所述輸入圖像對應(yīng)的鉛 筆畫。
[0012] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實施例提供的鉛筆畫繪制方法及裝置，根據(jù)輸入圖像對 應(yīng)的類型所述對應(yīng)的色調(diào)圖指導(dǎo)噪聲圖的生成，對噪聲圖進行分區(qū)域處理并在不同區(qū)域上 得到方向不同的紋理。采用上述方式得到的紋理圖與現(xiàn)實生活中畫家繪制的鉛筆畫色調(diào)更 加一致，生成的鉛筆畫更加接近現(xiàn)實中的手工鉛筆畫，提高了用戶體驗。
[0013] 為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合 所附附圖，作詳細說明如下。
【附圖說明】
[0014] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附 圖作簡單地介紹，應(yīng)當理解，W下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實施例，因此不應(yīng)被看作是對 范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可W根據(jù)運 些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。
[0015] 圖1是本發(fā)明第一實施例提供的鉛筆畫繪制方法的流程示意圖。
[0016] 圖2是圖1所示流程圖中步驟SllO的子步驟示意圖。
[0017] 圖3是本發(fā)明第一實施例提供的不同類型鉛筆畫及該類型鉛筆畫對應(yīng)的色調(diào)直方 圖。
[0018] 圖4是本發(fā)明第一實施例提供的在不同控制系數(shù)下的生成的具有不同明暗程度的 噪聲圖。
[0019] 圖5是本發(fā)明第一實施例提供的Graph Cuts算法分割圖像為5個區(qū)域示意圖和帶 方向的紋理圖。
[0020] 圖6是本發(fā)明第一實施例提供的生成彩色鉛筆畫的方法的流程示意圖。
[0021 ]圖7是本發(fā)明第二實施例提供的一種鉛筆畫繪制裝置的結(jié)構(gòu)功能框圖。
[0022] 圖8是本發(fā)明第二實施例提供的另一種鉛筆畫繪制裝置的結(jié)構(gòu)功能框圖。
[0023] 豐要元件符號說明
[0024]
[0025]

【具體實施方式】
[0026] 下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整 地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在 此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實施例的組件可WW各種不同的配置來布置和設(shè)計。因 此，W下對在附圖中提供的本發(fā)明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發(fā)明的 范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實施例?；诒景l(fā)明的實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做 出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0027] 應(yīng)注意到:相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一 個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。同時，在本發(fā)明的 描述中，術(shù)語"第一"、"第二"等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
[002引第一實施例
[0029] 請參照圖1，圖1是本發(fā)明較佳實施例提供的鉛筆畫繪制方法的流程圖，所述鉛筆 畫繪制方法包括W下步驟。
[0030] 步驟S110,對輸入圖像進行圖像處理獲得所述輸入圖像的輪廓圖。
[0031] 在本實施例中，所述鉛筆畫繪制方法應(yīng)用于用戶終端上，所述用戶終端可W包括， 但不限于，智能手機、個人電腦（perSona 1 computer，PC)、平板電腦、個人數(shù)字助理 (personal digital assis1:ant，PDA)、移動上網(wǎng)設(shè)備(mobile Internet device,MID)等。
[0032] 請參照圖2,在本實施例中，所述步驟SllO可W包括W下子步驟。
[0033] 子步驟Sl 11，對所述輸入圖像進行平滑處理。
[0034] 具體地，在實現(xiàn)鉛筆畫的模擬繪制之前對圖像進行LO平滑預(yù)處理，其中LO平滑預(yù) 處理是一種有效的對圖像進行平滑處理的濾波方法，該方法不僅能有效剔除不必要的低幅 值細節(jié)信息，而且能夠使圖像的邊緣信息得到比較完整的保留。經(jīng)過LO處理后的圖像在進 行鉛筆畫輪廓線提取及繪制時，可W得到更加清晰流楊的輪廓，且畫圖會更干凈。
[0035] 子步驟S112,對平滑處理后的所述輸入圖像求梯度，得到所述輸入圖像對應(yīng)的梯 度圖。
[0036] 具體地，為更好的提取邊緣，繪制具有鉛筆風(fēng)格輪廓，本文輪廓邊緣的提取在圖像 的梯度圖上進行，梯度圖反映了圖像中變化較大的區(qū)域，往往包含邊緣。梯度圖的提取，采 用二向SObel算子實現(xiàn)，其計算公式如下所示
[0037]
[0038] 其中，(ix與Gy分別是對輸入圖像水平方向、垂直方向的梯度。
[0039] 子步驟S113,對所述梯度圖進行兩次卷積得到所述輪廓圖。
[0040] 首先，對梯度圖分別進行0度、22.5度、45度、67.5度、90度、112.5度、135度、157.5 度的8個方向上的卷積，形成8個方向上的響應(yīng)圖。
[0041] Ri = k*G(i = l，2,……,8)
[0042] 其中，化i}(i = l，2,…，8)為8個方向上的卷積算子，卷積算子的長度寬度都可W 調(diào)節(jié)。{Ri}(i = l，2,…，8)為8個方向上的響應(yīng)圖。
[0043] 接著，選取每個方向卷積結(jié)果最大值方向上的梯度值作為當前值，如下面公式所 示，從而形成當前方向上的最大響應(yīng)圖。
[0044]
[0045] 其中，Mi(P)即為P點像素最大響應(yīng)值，G(P)即為P點像素的梯度值，Ri(P)為卷積響應(yīng) 圖，i即為第i個方向。
[0046] 最后，對新形成的最大響應(yīng)圖再次進行8個方向上的卷積得到線條圖。進行兩次卷 積的目的是通過卷積拉長邊緣線條，形成交叉感效果。通過再次卷積后的結(jié)果累加取反得 到鉛筆畫輪廓圖S。
[0047] 1-1
[004引 S = I-S'
[0049] 步驟S120,將所述輸入圖像的色調(diào)圖與所述輸入圖像所在類的鉛筆畫的色調(diào)擬合 曲線進行直方圖匹配，生成匹配后的色調(diào)圖，由所述匹配后的色調(diào)圖生成對應(yīng)的噪聲圖，將 所述噪聲圖分割成多個區(qū)域，在所述多個區(qū)域上分別形成不同方向的紋理，由所述多個區(qū) 域的紋理構(gòu)成所述輸入圖像的紋理圖。
[0050] 在本實施例中，通過輸入自然圖像的灰度圖與畫家所繪制的鉛筆畫的作品相比較 發(fā)現(xiàn)兩者的色調(diào)有很大差別。而且不同內(nèi)容的鉛筆畫色調(diào)圖的分布也不同。對此本實施例 采取分類繪制的方式形成鉛筆畫的色調(diào)圖。具體地，對不同內(nèi)容的鉛筆畫分類進行統(tǒng)計，分 類繪制出對應(yīng)的色調(diào)擬合曲線圖，通過輸入圖像的灰度圖與當前類的色調(diào)擬合曲線進行直 方圖匹配后，形成適合當前類圖片的色調(diào)圖。此方法使最后生成的鉛筆畫圖像與畫家們所 繪制的鉛筆畫在色調(diào)上十分的接近。在本實施例中，所述鉛筆畫的分類可W包括風(fēng)景類、建 筑類及人物類。
[0051] 請參照圖3,圖3所示為所示的風(fēng)景類、建筑類、人物類鉛筆畫圖片，分別對每一類 中的每幅圖片進行色調(diào)直方圖繪制并求平均，然后進行直方圖曲線的擬合，得到擬合曲線。
[0052] (1)風(fēng)景類擬合曲線
[0053] 擬合曲線可W看作是分階段的高斯分布，均勻分布，指數(shù)分布=個方程式的銜接 組合，分別是：
[0化4] 第一階段方程：
[0化日]第二階段方程
[0化6] 第=階段方程
[0化7] 曲線的公式為
[005引經(jīng)過MATLAB擬合，得到符合上述曲線的參數(shù)值如表1所示。
[0059] (2)建筑類擬合曲線
[0060] 擬合曲線可W看作是分階段的高斯分布，均勻分布，轉(zhuǎn)換形式的泊松分布函數(shù)= 個方程式的銜接組合，分別是：
[0061] 第一階段方程
[0062] 第二階段方程
[0063] 第=階段方程:可W看成將泊松分布
關(guān)于縱軸反轉(zhuǎn)，并延水平方向平 移255個單位得到。
[0064] 曲線的公式為：
[0065] 經(jīng)過MATLAB擬合，得到符合上述曲線的參數(shù)值列在表1中。
[0066] (3)人物類擬合曲線
[0067] 擬合曲線方程與建筑類相同，只是參數(shù)設(shè)置不同，如表1所示。
[006引
[0069] 表1不同內(nèi)容鉛筆畫擬合曲線方程參數(shù)
[0070] 在本實施例中，步驟S120包括噪聲圖的生成及對噪聲圖進行處理得到紋理圖。
[0071] 在本實施例中，采用輸入圖像的色調(diào)圖來指導(dǎo)生成所述噪聲圖。具體地，生成一幅 與所述輸入圖像大小尺寸相同的隨機噪聲圖化Oise,通過隨機噪聲圖3_11〇136中每個像素 的e次方來擬合貼近直方圖匹配后的色調(diào)圖J，達到色調(diào)圖指導(dǎo)噪聲圖生成的目的。具體地， 使用如下的指數(shù)方程式來實現(xiàn)。
[0072] R_noiseP叫
[0073] 其中，R_noise是灰度值在0~1之間的噪聲圖，J為進行直方圖匹配后形成的與畫 家所畫鉛筆畫明暗程度匹配的色調(diào)圖。
[0074] 化OiseP^J轉(zhuǎn)化為對數(shù)形式則為
[0075] P(i)lnI?noise(i)>lnJ(i)
[0076] 其中i為當前像素。
[0077] 可W把上式進行優(yōu)化得到
[007引
[0079] 其中，勺為了保持整個畫面的平滑，沒有突變。依據(jù)經(jīng)驗值A(chǔ)設(shè)置為0.2。
rw轉(zhuǎn)成標準線性方程，然后利用共輛梯度法對標準 線性方程進行求解。求出護之后，經(jīng)過上式得到最終的噪聲圖，整幅噪聲圖與護的關(guān)系不可 分割，而護最主要由色調(diào)圖J求得，因此達到了色調(diào)圖指導(dǎo)噪聲場的形成的目的。所述噪聲 圖的計算公式可W表示為
[0080] noise_map = R_noise^''
[0081] 噪聲圖的產(chǎn)生對最終形成的鉛筆畫的紋理至關(guān)重要，一個符合原輸入圖像的噪聲 場的形成會使鉛筆畫的紋理生動許多，更加的貼近畫家所畫鉛筆畫紋理。
[0082] 為了更加靈活的控制噪聲圖的整體深淺程度，本實施例還設(shè)置了控制系數(shù)a,則噪 聲圖可用下面的表達式計算：
[0083] noise_map = R_noise 啡，
[0084] 請參照圖4,圖4顯示了不同控制系數(shù)a生成的深淺不同的噪聲圖，圖中a取值從左 到右從上到下分別為0.3、0.8、1.0、2.0，a的取值范圍可W為(0，+cx^]。雖然原則上隨著控制 系數(shù)a的增大，色調(diào)也變得越來越深，但a的取值還需適當，取值太大的話也沒有什么意義。
[0085] 在本實施例中通過對獲得的噪聲圖處理得到所述紋理圖。
[0086] 在本實施例中，使用Graph Cuts算法把圖像分割成合適的區(qū)域（一般分成5個區(qū) 域），針對每個區(qū)域形成不同的紋理方向。本文對噪聲圖利用LIC線積分卷積算法分別形成 單個紋理方向圖，紋理線條的角度選取0度、30度、-30度、60度、90度。
[0087] 請參照圖5,為利用Graph Cuts算法分割圖像為5個區(qū)域示意圖和最后的帶方向紋 理圖結(jié)果。從圖中可W看出對應(yīng)區(qū)域分配了不同方向的紋理，紋理效果比較自然。
[0088] 步驟S130,根據(jù)所述輪廓圖及所述紋理圖得到所述輸入圖像對應(yīng)的鉛筆畫。
[0089] 具體地，獲得鉛筆畫的方式可W是直接將所述輪廓圖與所述紋理圖進行疊加，當 然，獲得鉛筆畫的方式還可W是將所述輪廓圖與所述紋理圖進行加權(quán)后進行疊加。
[0090] 請參照圖6,在本具體實施例中，所述鉛筆畫繪制方法還可W利用得到的鉛筆畫得 到彩色鉛筆畫，形成所述彩色鉛筆畫的步驟包括：
[0091] 步驟S140，將輸入圖像轉(zhuǎn)化到Y(jié)UV空間中。
[0092] 步驟S150,將所述輸入圖像對應(yīng)的鉛筆畫替代所述輸入圖像在YUV空間中的Y分 量。
[0093] 步驟S160,將替換后的輸入圖像轉(zhuǎn)化到RGB空間得到彩色鉛筆畫。
[0094] 第二實施例
[00%]請參照圖7,圖7是本發(fā)明實施例提供鉛筆畫繪制裝置200的功能模塊示意圖。所述 鉛筆畫繪制裝置200包括輪廓圖獲取模塊210、紋理圖獲取模塊220及鉛筆畫繪制模塊230。
[0096] 所述輪廓圖獲取模塊210,用于對輸入圖像進行圖像處理獲得所述輸入圖像的輪 廓圖。
[0097] 所述紋理圖獲取模塊220,用于將所述輸入圖像的色調(diào)圖與所述輸入圖像所在類 的鉛筆畫的色調(diào)擬合曲線進行直方圖匹配，生成匹配后的色調(diào)圖，由所述匹配后的色調(diào)圖 生成對應(yīng)的噪聲圖，將所述噪聲圖分割成多個區(qū)域，在所述多個區(qū)域上分別形成不同方向 的紋理，由所述多個區(qū)域的紋理構(gòu)成所述輸入圖像的紋理圖。
[0098] 在本實施例中，所述紋理圖獲取模塊220可W包括：
[0099] 生成子模塊221，用于生成一幅與所述輸入圖像大小尺寸相同的隨機噪聲圖。
[0100] 計算子模塊222,用于根據(jù)所述輸入圖像的色調(diào)圖與所述輸入圖像所在類的鉛筆 畫的色調(diào)擬合曲線進行直方圖匹配，得到與所述輸入圖像的類別對應(yīng)鉛筆畫明暗程度匹配 的色調(diào)圖，由所述匹配后的色調(diào)圖計算得到所述隨機噪聲圖對應(yīng)的次方數(shù)。
[0101] 獲得子模塊223,用于對隨機噪聲圖進行所述次方數(shù)的幕運算獲得所述噪聲圖。
[0102] 分割子模塊224,用于采用圖像分割算法把所述噪聲圖分割成多個區(qū)域。
[0103] 紋理獲得子模塊225,用對所述多個區(qū)域中的每個區(qū)域采用線積分卷積算法計算 得到每個區(qū)域的單個方向的紋理。
[0104] 紋理圖生成子模塊226,用于由所述多個區(qū)域的紋理構(gòu)成所述輸入圖像的紋理圖。
[0105] 所述鉛筆畫繪制模塊230,用于根據(jù)所述輪廓圖及所述紋理圖得到所述輸入圖像 對應(yīng)的鉛筆畫。
[0106] 在本實施例中，所述鉛筆畫繪制裝置還可W用于繪制彩色的鉛筆畫。在繪制彩色 的鉛筆畫時，請參照圖8,所述鉛筆畫繪制裝置200還可W包括：
[0107] 色彩空間轉(zhuǎn)化模塊240，用于將輸入圖像轉(zhuǎn)化到Y(jié)UV空間中。
[0108] 鉛筆畫替代亮度通道模塊250,用于將所述輸入圖像對應(yīng)的鉛筆畫替代所述輸入 圖像在YUV空間中的Y分量。
[0109] 彩色鉛筆畫生成模塊260,用于將替換后的輸入圖像轉(zhuǎn)化到RGB空間得到彩色鉛筆 畫。
[0110] 綜上所述，本發(fā)明實施例提供的鉛筆畫繪制方法及裝置，根據(jù)輸入圖像對應(yīng)的類 型所述對應(yīng)的色調(diào)圖指導(dǎo)噪聲圖的生成，對噪聲圖進行分區(qū)域處理并在不同區(qū)域上得到方 向不同的紋理。采用上述方式得到的紋理圖與現(xiàn)實生活中畫家繪制的鉛筆畫色調(diào)更加一 致，生成的鉛筆畫更加接近現(xiàn)實中的手工鉛筆畫，提高了用戶體驗。
[0111] 在本申請所提供的幾個實施例中，應(yīng)該理解到，所掲露的設(shè)備和方法，也可W通過 其它的方式實現(xiàn)。W上所描述的設(shè)備實施例僅僅是示意性的，例如，附圖中的流程圖和框圖 顯示了根據(jù)本發(fā)明的多個實施例的設(shè)備、方法和計算機程序產(chǎn)品的可能實現(xiàn)的體系架構(gòu)、 功能和操作。在運點上，流程圖或框圖中的每個方框可W代表一個模塊、程序段或代碼的一 部分，所述模塊、程序段或代碼的一部分包含一個或多個用于實現(xiàn)規(guī)定的邏輯功能的可執(zhí) 行指令。也應(yīng)當注意，在有些作為替換的實現(xiàn)方式中，方框中所標注的功能也可W W不同于 附圖中所標注的順序發(fā)生。例如，兩個連續(xù)的方框?qū)嶋H上可W基本并行地執(zhí)行，它們有時也 可W按相反的順序執(zhí)行，運依所設(shè)及的功能而定。也要注意的是，框圖和/或流程圖中的每 個方框、W及框圖和/或流程圖中的方框的組合，可W用執(zhí)行規(guī)定的功能或動作的專用的基 于硬件的系統(tǒng)來實現(xiàn)，或者可W用專用硬件與計算機指令的組合來實現(xiàn)。
[0112] 另外，在本發(fā)明各個實施例中的各功能模塊可W集成在一起形成一個獨立的部 分，也可W是各個模塊單獨存在，也可W兩個或兩個W上模塊集成形成一個獨立的部分。
[0113] 所述功能如果W軟件功能模塊的形式實現(xiàn)并作為獨立的產(chǎn)品銷售或使用時，可W 存儲在一個計算機可讀取存儲介質(zhì)中?；谶\樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說 對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻的部分或者該技術(shù)方案的部分可WW軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計 算機軟件產(chǎn)品存儲在一個存儲介質(zhì)中，包括若干指令用W使得一臺計算機設(shè)備(可W是個 人計算機，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。 而前述的存儲介質(zhì)包括:U盤、移動硬盤、只讀存儲器(ROM,Read-Only Memo巧）、隨機存取存 儲器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盤等各種可W存儲程序代碼的介質(zhì)。
[0114] 需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實 體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示運些實體或操作之間存 在任何運種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語"包括"、"包含"或者其任何其他變體意在涵蓋 非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要 素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為運種過程、方法、物品或者設(shè)備 所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句"包括一個……"限定的要素，并不排除在 包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0115] W上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技 術(shù)人員來說，本發(fā)明可W有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修 改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。應(yīng)注意到:相似的標號和字母在 下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需 要對其進行進一步定義和解釋。
[0116] W上所述，僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何 熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明掲露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵 蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)所述W權(quán)利要求的保護范圍為準。
【主權(quán)項】
1. 一種基于圖像處理的鉛筆畫繪制方法，其特征在于，所述方法包括： 對輸入圖像進行圖像處理獲得所述輸入圖像的輪廓圖； 將所述輸入圖像的色調(diào)圖與所述輸入圖像所在類的鉛筆畫的色調(diào)擬合曲線進行直方 圖匹配，生成匹配后的色調(diào)圖，由所述匹配后的色調(diào)圖生成對應(yīng)的噪聲圖，將所述噪聲圖分 割成多個區(qū)域，在所述多個區(qū)域上分別形成不同方向的紋理，由所述多個區(qū)域的紋理構(gòu)成 所述輸入圖像的紋理圖； 根據(jù)所述輪廓圖及所述紋理圖得到所述輸入圖像對應(yīng)的鉛筆畫。2. 如權(quán)利要求1所述的鉛筆畫繪制方法，其特征在于，所述將所述輸入圖像的色調(diào)圖與 所述輸入圖像所在類的色調(diào)擬合曲線進行直方圖匹配，生成匹配后的色調(diào)圖，由所述匹配 后的色調(diào)圖生成對應(yīng)的噪聲圖的步驟包括： 生成與所述輸入圖像大小尺寸相同的隨機噪聲圖； 根據(jù)所述輸入圖像的色調(diào)圖與所述輸入圖像所在類的鉛筆畫的色調(diào)擬合曲線進行直 方圖匹配，得到與所述輸入圖像類別對應(yīng)的鉛筆畫明暗變化程度匹配的色調(diào)圖，由所述匹 配后的色調(diào)圖計算得到所述隨機噪聲圖每個像素對應(yīng)的次方數(shù)； 對隨機噪聲圖每個像素進行所述次方數(shù)的冪運算獲得所述噪聲圖。3. 如權(quán)利要求2所述的鉛筆畫繪制方法，其特征在于，所述對隨機噪聲圖每個像素進行 所述次方數(shù)的冪運算得到所述噪聲圖的步驟還包括： 采用非負的控制系數(shù)對所述次方數(shù)進行整體控制，獲取灰度值可以整體調(diào)整的所述噪 聲圖。4. 如權(quán)利要求1所述的鉛筆畫繪制方法，其特征在于，在所述多個區(qū)域上分別形成不同 方向的紋理，由所述多個區(qū)域的紋理構(gòu)成所述輸入圖像的紋理圖的步驟，包括： 采用圖像分割算法，基于輸入圖像把所述噪聲圖分割成多個區(qū)域； 對所述多個區(qū)域中的每個區(qū)域采用線積分卷積算法計算得到每個區(qū)域的單方向紋理； 由所述多個區(qū)域的紋理構(gòu)成所述輸入圖像的紋理圖。5. 如權(quán)利要求1所述的鉛筆畫繪制方法，其特征在于:所述輸入圖像的類包括人物、建 筑及風(fēng)景；Ua = 38, Ub = 245, 〇b = 8。6. 如權(quán)利要求1所述的鉛筆畫繪制方法，其特征在于，所述方法還包括： 將輸入圖像轉(zhuǎn)化到Y(jié)UV空間中； 將所述輸入圖像對應(yīng)的鉛筆畫替代所述輸入圖像在YUV空間中的Y分量； 將替換后的輸入圖像轉(zhuǎn)化到RGB空間得到彩色鉛筆畫。7. -種基于圖像處理的鉛筆畫繪制裝置，其特征在于，所述裝置包括： 輪廓圖獲取模塊，用于對輸入圖像進行圖像處理獲得所述輸入圖像的輪廓圖； 紋理圖獲取模塊，用于將所述輸入圖像的色調(diào)圖與所述輸入圖像所在類的鉛筆畫的色 調(diào)擬合曲線進行直方圖匹配，生成匹配后的色調(diào)圖，由所述匹配后的色調(diào)圖生成對應(yīng)的噪 聲圖，將所述噪聲圖分割成多個區(qū)域，在所述多個區(qū)域上分別形成不同方向的紋理，由所述 多個區(qū)域的紋理構(gòu)成所述輸入圖像的紋理圖； 鉛筆畫繪制模塊，用于根據(jù)所述輪廓圖及所述紋理圖得到所述輸入圖像對應(yīng)的鉛筆 畫。8. 如權(quán)利要求7所述的鉛筆畫繪制裝置，其特征在于，所述紋理圖獲取模塊包括： 生成子模塊，用于生成一幅與所述輸入圖像大小尺寸相同的隨機噪聲圖； 計算子模塊，用于根據(jù)所述輸入圖像的色調(diào)圖與所述輸入圖像所在類的鉛筆畫的色調(diào) 擬合曲線進行直方圖匹配，得到與所述輸入圖像的類別對應(yīng)的鉛筆畫明暗變化程度匹配的 色調(diào)圖，由所述匹配后的色調(diào)圖計算得到所述隨機噪聲圖每個像素對應(yīng)的次方數(shù)； 獲得子模塊，用于對隨機噪聲圖每個像素進行所述次方數(shù)的冪運算獲得所述噪聲圖。9. 如權(quán)利要求8所述的鉛筆畫繪制裝置，其特征在于，所述紋理圖獲取模塊還包括： 分割子模塊，用于采用圖像分割算法基于輸入圖像把所述噪聲圖分割成多個區(qū)域； 紋理獲得子模塊，用對所述多個區(qū)域中的每個區(qū)域采用線積分卷積算法計算得到每個 區(qū)域的單方向的紋理； 紋理圖生成子模塊，用于由所述多個區(qū)域的紋理構(gòu)成所述輸入圖像的紋理圖。10. 如權(quán)利要求7所述的鉛筆畫繪制裝置，其特征在于，所述裝置還包括： 色彩空間轉(zhuǎn)化模塊，用于將輸入圖像轉(zhuǎn)化到Y(jié)UV空間中； 鉛筆畫替代亮度通道模塊，用于將所述輸入圖像對應(yīng)的鉛筆畫替代所述輸入圖像在 YUV空間中的Y分量； 彩色鉛筆畫生成模塊，用于將替換后的輸入圖像轉(zhuǎn)化到RGB空間得到彩色鉛筆畫。
【文檔編號】G06T11/00GK106023276SQ201610316742
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月13日
【發(fā)明人】普園媛, 閆莉, 張夢晨, 徐丹, 袁國武, 錢文華, 余鵬飛, 周浩, 李紅松
【申請人】云南大學(xué)