[发明专利]一种将在线课堂中的图像和视频卡通化的方法

说明书

本发明公开了在线图像处理技术领域内的一种将在线课堂中的图像和视频卡通化的方法，包括以下步骤，（1）从网上爬取若干真实图像和若干卡通图像作为训练数据集；（2）构建生成对抗网络，将训练好的网络区别提取图像的高级特征的内容，设计损失函数来调整每个组件的权重；设计三个分别独立的图像处理模块，指导基于生成对抗网络的图像卡通化框架，平衡生成对抗网络中每个表示的权重，调整损失函数，获得卡通图像输出的最优样式；（3）对于在线课堂中的输入图像自主选择卡通化模式；（4）在训练完成后的生成对抗网络的生成器中，输入将要处理的在线课堂图像，输出相对应的卡通图；使用本发明实现课堂画面的卡通化。

技术领域

本发明属于在线图像处理技术领域，特别涉及一种将在线课堂中的图像和视频卡通化的方法。

背景技术

近年来，随着互联网的疾速发展。在线教育随着特殊的优势发展规模越来越大，这一技术随着老师和学生之间的需要逐渐得到完善，但是长时间面对单一枯燥的电脑画面，屏幕前的用户很容易乏味无趣，学习积极性下降，感受到视觉疲劳。

卡通应用于各种场景，卡通的效果有搞笑、可爱、庄重，通过卡通艺术形象，可以让人视觉上感觉焕然一新，能够让生活中增添幽默，丰富精神生活。卡通化是将真实图片作为输入，得到相对应的卡通的图片，现有某些卡通化技术对于更加精细的线条和纹理会选择性忽视，最后造成一些颜色偏移，纹理扭曲等现象，出现用户不喜欢的伪像。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术中的不足之处，提供一种将在线课堂中的图像和视频卡通化的方法，解决了现有技术中传统课堂画面单一枯燥的技术难题，使用本发明实现课堂画面的卡通化，生成高质量的卡通化图像或视频。

本发明的目的是这样实现的：一种将在线课堂中的图像和视频卡通化的方法，包括以下步骤，

（1）从网上爬取若干真实图像和若干卡通图像作为训练数据集；

（2）构建生成对抗网络，将训练好的网络区别提取图像的高级特征的内容，设计损失函数来调整每个组件的权重；设计三个分别独立的图像处理模块，用来提取相应的三种卡通表示，并指导基于生成对抗网络的图像卡通化框架，平衡生成对抗网络中每个表示的权重，调整损失函数，获得卡通图像输出的最优样式；

（3）对于在线课堂中的输入图像自主选择卡通化模式；

（4）在训练完成后的生成对抗网络的生成器中，输入将要处理的在线课堂图像，输出相对应的卡通图；

其中，卡通化模式包括人像卡通化和整体卡通化, 对抗网络由一个生成器G和两个鉴别器D_x、D_y组成。

步骤（1）中，三个独立的图像处理模块的三种卡通表示分别是，卡通图像通过平滑的轮廓表面表示、不同稀疏色块的结构表示、反映高频率纹理和细节的纹理表示。

为了进一步实现图像的卡通化，所述步骤（2）具体为，将步骤（1）所述真实图像I作为引导图，输入生成器G转化成卡通图象，I₁表示输入图片，I₁₁表示参考卡通图像，图像处理模块指导优化生成对抗网络图像卡通化的框架，包括以下步骤，

（201）图像处理模块F_d为了平滑图像，同时保持全局语义结构，边缘检测采用可区分的引导滤波器保留过滤，输出只提取保留颜色组成和表面特征的卡通图象；鉴别器D_x判断模型是否输出，并且是否和参考卡通图像具有相似的表面，并引导生成器G学习存储在提取的表面表示中的信息，表面损失函数设计为：