[发明专利]基于互联网的艺术拼图系统设计方法

说明书

技术领域

本发明属于计算机图像处理方法，具体涉及一种基于互联网的艺术拼图系统设计方法。

背景技术

意大利画家朱塞佩·阿尔钦博托(1527-1593)的代表作品《四季》别出心裁地用水果、蔬菜等拼合而成，产生了别具一格的艺术效果，对后来的超现实主义产生了重要的影响。

从计算机图形学的角度来看，阿尔钦博托的作品与图像合成有着密不可分的关系。图像合成是指将两个或两个以上的图像进行加工处理，叠加或组合成一幅具有特殊效果的图像的过程。这方面的工作已经有很多，比如图像马赛克(A.Hausner.Simulating decorative mosaics，Proceedings of the 28thannual conference on Computer graphics and interactive techniques，2001)和数字照片合成(A.Agarwala，M.Dontcheva，M.Agrawala，et al.Interactive digital photomontage.ACM Transactions on Graphics(TOG)，23(3)：294-302，2004)，Gal等甚至提出了基于3D模型的拼图设计系统(R.Gal，O.Sorkine，T.Popa，et al.3D collage：Expressive non-realistic modeling，ACM，2007)。以上图像合成工作生成了较具吸引力的合成结果，但是由于其数据库中的元素有限，其系统的表现能力受到了很大的限制。

随着电子设备的普及以及互联网技术的发展，互联网上数字图像的数量急剧增加：国外著名社交网站Facebook的图片数量已经突破150亿，国内著名社交网站51.com的用户上传的图片数量也超过110亿。如果能利用互联网上海量图像数据库来辅助图像合成工作，定能解决当前多数图像合成系统的表现能力过低的问题。

但是，如何对如此大规模的图像进行有效的管理和利用是一个十分重要的课题。目前，搜索引擎是对互联网信息进行有效管理和利用的有效手段，但是对于图像来说，当前的搜索引擎多是基于图像的文本注释进行搜索，由于图像的文本注释完全依靠人工完成，而且不同的人对同一幅图像有着不同的理解，随意性较大，不够客观，同时随着多媒体技术的注入，图像数量急剧增加，对实现图像库自动检索的需求更加迫切，单纯依靠手工注释是不现实的，所以从九十年代开始，基于内容的图像检索CBIR(Content-based Image Retrieval)技术受到人们越来越多的关注。基于内容的图像检索，就是把图像的视觉特征作为图像的内容表示，进行匹配、查找。迄今，已有许多基于内容的图像检索系统问世，比如IBM的QBIC和MIT的Photobook等。尽管如此，基于内容的图像检索技术仍然处于研究阶段，根据具体的应用范围设计具体的检索规则仍是使用该方法的常用方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于互联网的艺术拼图系统设计方法，该方法能够利用互联网上的海量图像，根据输入图像，生成具有艺术特质的拼接图像。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

1)对输入的图像进行分割得到分块图像，并提供交互工具对分块图像进行调整和修正；

2)根据用户输入的替代物的类别标签在互联网上进行搜索，并去除内容不相关以及前景复杂的图像，然后采用前景提取算法进行前景分割，得到前景物体和对应的掩码图像；

3)构造能量函数，保证所选用的替代图像和步骤1)中得到的对应分块图像在形状和颜色特征方面尽可能地保持一致；

4)求取各分块的层次关系，并提供交互工具对得到的层次关系进行调整；

5)对输入图像进行对称性检测，找到对称的分块；

6)采用高斯融合算法对拼接图像的边界进行处理，并提供交互工具对替代图像的位置、大小和旋转角度进行调整；

7)对拼接图像进行亮度调整。

所述步骤1)对于输入的图像，采用经典的均值偏移算法进行分割，在图像分割阶段引入用户交互工具，通过鼠标在分割结果图像上画一笔，即将该笔画覆盖的分块合并成一个分块，或将一个分块进一步分割成两个分块，且该交互工具实现像素级的操作，用来对分割边界进行修正，即分块的合并是指将待合并分块中的所有像素合并到一个分块中；分块的进一步分割是指根据用户的交互，采用图割算法将指定分块分成两块。