[发明专利]一种基于非真实感的艺术插画效果绘制方法

权利要求书

1.一种基于非真实感的艺术插画效果绘制方法，其特征在于该绘制方法的具体步骤如下：

(1)前景图像数字抠图

将输入图像Input采用Poisson掩模图像数字抠图的方法进行图像分割，获得前景图像K和背景图像Background：

K=argmin∫∫(x,y)∈Ω||▿α(x,y)-1F(x,y)-B(x,y)▿I(x,y)||2d(x,y)]]>

Background(x,y)=Input(x,y)-K(x,y)]]>

式中：I表示输入自然图像，F是掩模图像中的前景区域，B是掩模图像中的背景区域，Ω表示掩模图像中的未知区域，为求梯度操作，d表示求偏导过程，表示掩模图像的梯度，(x,y)表示输入图像中的某一像素；

(2)灰度图像色调分离

将数字抠图的结果图像K转换到灰度图像H：

H=0.299*R+0.587*G+0.114*B]]>

式中：R ,G, B为图像K的红绿蓝三通道值，对灰度图像H进行色调分离，获得初步的插画艺术效果灰度图像C：

C(x)=∫e-12(|x-n|b)2W(n,x)*H(n)dn∫e-12(|x-n|b)2W(n,x)*λdn]]>

式中：b表示积分半径；n表示象素位置为x的邻域大小；W是当前像素与周围邻域像素之间的亮度误差值，系数λ用来控制色调分离的程度；

(3)阈值调整

对色调分离的结果图像C采用阈值调整的方法消除局部色块的不连续性，得到调整后的结果图像Y：

式中：(x,y)表示图像C中的某一像素，系数Width表示亮度的级数；系数控制阈值调整的程度；

(4)色彩传递

将图像Input的色彩信息传递到灰度图像Y中，将图像Input从RGB色彩空间转换为LAB色彩空间，将AB色彩通道的信息传递到Y中，得到LAB色彩空间中的色调分离结果图像的三通道值：

L′=Y*ψ;A′=A;B′=B]]>

式中：L′表示LAB色彩空间中色调分离图像亮度值，参数ψ用来控制L′通道中亮度信息的多少；A′B′表示LAB色彩空间中色调分离结果的色彩信息，将L′A′B′从LAB颜色空间转换到RGB颜色空间，得到彩色的色调分离结果图像S；

(5)边缘求取和扩展

求取原图像Input的梯度，沿梯度方向使用DoG滤波器进行滤波，累积各个滤波器的响应得到F(s)；

F(s)=∫-TTInput(l(t))f(t)dt]]>

式中：l(t)是输入图像Input在梯度直线l上的值，f(f)是采用高斯函数的滤波器；

将F(s)沿梯度方向积分以增强线条的连续性，得到线条增强的图像A(x)：    

A(x)=∫-SSGσ(s)F(s)ds]]>

式中：G_σ(x)是标准差为σ的一维高斯函数；将A(x)与阈值τ比较，二值化后得到一幅黑白的边缘图像E：

采用形态学膨胀技术对边缘图像E的边缘进行扩展，得到结果图像edge：

edge=∪{E+d|d∈D(r)}]]>

式中：D为结构元素，r为结构元素半径大小；

(6)边缘和背景图像融合

将扩展后的边缘图像edge与图像S混合，得到结果图像G：

G(x,y)=p*S(x,y)+q*edge(x,y),0<p,q<1]]> 

将图像G与背景图像Background叠加，获得最终的艺术插画效果图像Art：

Art(x,y)=G(x,y)+Background(x,y)]]>

式中，(x,y)表示某一像素位置。