[发明专利]一种快速的彩色素描图像生成算法

权利要求书

1.一种快速的彩色素描图像生成算法，其特征在于，包括：

步骤1，将输入的RGB空间彩色数字图像转换为YUV空间的图像；

步骤2，提取Y通道图像(即灰度图)，并对其进行不同程度的高斯滤波处理，生成一张中度模糊图和一张轻度模糊图；

步骤3，将灰度图和轻度模糊图合成一张边缘特征图；

步骤4，将中度模糊图和边缘特征图合成一张最终模糊图；

步骤5，除法混合灰度图与最终模糊图，生成一张灰色素描图；

步骤6，用灰色素描图叠加U和V通道的并转换回RGB空间，生成彩色素描图。

2.根据权利要求1所述的彩色素描图像生成算法，其特征在于，步骤1中所述对输入的RGB空间彩色图像转换到YUV空间的图像，包括：

对于输入的RGB图像，根据CCIR.601标准，对每个像素点按照以下公式进行计算，转换到YUV空间：

Y＝R*0.299+G*0.587+B*0.114

U＝-R*0.169-G*0.331+B*0.5+128

V＝R*0.5-G*0.419-B*0.081+128

3.根据权利要求1所述的彩色素描图像生成算法,其特征在于，步骤2中所述对Y通道图像(即灰度图)进行不同程度的高斯滤波处理，生成一张中度模糊图Y_m和一张轻度模糊图Y_s，包括：

应用高斯公式生成一个G′_m×m(m必须为奇数)的内核矩阵，高斯内核计算公式为：

r表示点(x,y)到内核中心点(0,0)的欧式距离，σ表示高斯分布中的标准差。m,σ由输入给定，且值越大图像模糊效果越好。

然后对G′_m×m做归一化处理，得到一个最终的高斯内核G_m×m：

4.根据权利要求3所述的彩色素描图像生成算法，其特征在于，通过调节内核矩阵G_m×m的大小与σ的值来得到不同的高斯内核，并与Y通道图像做卷积计算得到两张不同程度的模糊图，包括：

使用卷积公式进行高斯模糊处理：

设以点Y(x,y)为中心的一个m×m矩阵为Y_m×m，那么对于Y通道上的每一个点，都用以下公式进行计算并对其重新赋值。

对于Y通道边缘上的点，在其周围以边缘值填充行(列)后进行计算。

5.根据权利要求1所述的彩色素描图像生成算法,其特征在于，步骤3中所述用灰度图Y减去轻度模糊图Y_s得到一张边缘特征图Y_c，计算公式如下：

Y_c＝max(Y-Y_s,0)

6.根据权利要求1所述的彩色素描图像生成算法,其特征在于，步骤4中所述用中度模糊图Y_m减去边缘特征图Y_c得到一张最终模糊图Y_f，计算公式如下：

Y_f＝max(Y_m-Y_c,0)

7.根据权利要求1所述的彩色素描图像生成算法,其特征在于，步骤5中所述用灰度图Y与最终模糊图Y_f进行除法混合得到一张灰色素描图Y_gs，计算公式为：

其计算结果向下取整，溢出255的值取255。

8.根据权利要求1所述的彩色素描图像生成算法,其特征在于，步骤6中所述用灰色素描图Y_gs叠加U和V通道转换回RGB颜色空间，即可得到彩色素描图，其转换公式为：

R_cs＝Y_gs+1.408*(V-128)

G_cs＝Y_gs-0.346*(u-128)-0.717*(V-128)

B_cs＝Y_gs+1.779*(U-128)