[發明專利]一種基于筆劃限制和紋理的真實圖像油畫自動生成方法

有效

• 申請號: 201010183613.5
• 申請日: 2010-05-26
• 公開（公告）號: CN101853517A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發明（設計）人: 黃華;程威
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G06T11/00
• 分類號: G06T11/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

1.一種基于筆劃限制和紋理的真實圖像油畫自動生成方法，包括以下步驟：

1)由原始圖像與不同卷積尺度高斯核做卷積產生一系列高斯金字塔參考圖像，作為繪制油畫過程中進行多層繪制的各層參考，其中高斯核卷積尺度與油畫筆劃半徑大小成正比，油畫筆劃半徑大小依次為8、4、2個像素距離；

2)將畫布圖像與當前層的高斯金字塔參考圖像劃分成均等的柵格，計算各柵格內對應位置像素點的顏色差異(以像素點顏色值的歐式距離衡量)總值，如果柵格內顏色差異總值超過了一定的閾值，則該柵格內有新筆劃起始點，且新筆劃起始點為柵格內對應位置像素顏色差異最大的像素點位置；

3)以當前層的高斯金字塔參考圖像的梯度信息為指導，結合得到的新筆劃起始點，沿著筆劃點的梯度正交方向移動當前層筆劃半徑距離(各層依次為8、4、2)，遵循原始圖像均值漂移(Mean?Shift)分割結果為約束，依次產生筆劃結構點序列，將這些筆劃結構點擬合成曲線，以該曲線為中心當前層筆劃大小半徑范圍內所有的像素點構成一個筆劃；

4)以筆劃結構點為節點，將筆劃分成若干段，將各段像素點賦予相對應節點相同的梯度信息，構造一條筆劃的紋理場；

5)重復步驟3)產生所有筆劃并隨機在畫布上進行布置，完成一層的油畫繪制；重復步驟4)產生所有筆劃相對應的紋理場并與筆劃采用相同的布置方式，完成一層的紋理場生成；

6)重復步驟5)依次完成各層的油畫繪制和各層的紋理場生成；

7)將得到的紋理場采用線積分卷積(LIC)方法做場可視化，將得到的可視化結果與得到的畫布圖像采用Phong三維光照模型相結合，為已得到的畫布油畫圖像引入油畫紋理，生成最終的油畫圖像。

2.如權利要求1所述的基于筆劃限制和紋理的真實圖像油畫自動生成方法，其特征在于：在筆劃結構點序列的產生過程中，采用原始圖像Mean?Shift分割結果限制筆劃的生長；為筆劃構造紋理場，并生成最終的油畫紋理場，使用LIC可視化后與生成的畫布油畫圖像通過Phong三維光照模型相結合，得到最終的油畫圖像，其具體過程如下：

(a)為了防止產生的筆劃線條誤畫到不恰當的區域，在產生曲線筆劃的控制點時，使用Mean?Shift圖像分割方法對原始圖像做分割，然后根據圖像分割的結果判斷新產生的筆劃控制點是否與曲線的第一個點屬于同一個區域，如果相同則新產生的控制點保留；如果不相同則該新產生的控制點不予保留，且該條筆劃中止生成后續控制點；

(b)對一條筆劃的每個像素點，設定它的方向為筆劃曲線的切線方向，如此使得LIC可視化后的結果可以反映出沿著筆劃方向的紋理，為了減少計算量，采用近似算法；由于相鄰筆劃控制點之間距離僅為當前層筆劃半徑大小，相鄰筆劃控制點切線方向變化不大，因此，以筆劃骨架控制點為節點，沿著筆劃曲線垂直方向將該筆劃覆蓋路徑分成若干段；以節點為參照，給各段內的像素點賦予與對應節點相同的梯度信息，由此生成一條筆劃的紋理場；

與逐層放置筆劃一樣，在對應筆劃的紋理場也逐層布置生成，得到最終的油畫紋理場；

將生成的紋理場使用LIC進行可視化，則得到用于構建油畫紋理的紋理圖像；

將生成的LIC紋理場可視化結果視為油畫紋理的三維高度信息，通過Phong光照模型為繪制的油畫引入LIC紋理。