[發(fā)明專利]不規(guī)則鱗片馬賽克圖片生成方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201210371332.1 | 申請日： | 2012-09-28 |
| 公開（公告）號： | CN102930569A | 公開（公告）日： | 2013-02-13 |
| 發(fā)明（設計）人： | 張長水;常大慶 | 申請（專利權）人： | 清華大學 |
| 主分類號： | G06T11/00 | 分類號： | G06T11/00 |
| 代理公司： | 北京中偉智信專利商標代理事務所 11325 | 代理人： | 張岱 |
| 地址： | 100084*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 不規(guī)則 鱗片 馬賽克 圖片 生成 方法 | ||
技術領域
本發(fā)明涉及一種馬賽克圖片生成方法。
背景技術
如何給圖片加上馬賽克一直是一個有趣并吸引人的問題，所謂給圖片加上馬賽克，是指將原圖通過算法劃分成若干小的區(qū)域，每個區(qū)域稱為一個鱗片，對每個鱗片用一個新的與原圖相近的鱗片來替代，從而得到一種鱗片化的藝術效果的過程。隨著人們對這個問題的研究，多種不同的給馬賽克圖片加上馬賽克的方法被提出并實現(xiàn)。
傳統(tǒng)馬賽克圖片的特點是每個小的鱗片都是一個具有相同顏色的色塊。如今，隨著數(shù)字媒體技術的發(fā)展，人們可以接觸到的圖像越來越多，大量的圖像中包含的信息量也是巨大的。由此，人們想到可以用具有一定內(nèi)容的小圖片來代替具有相同顏色的色塊作為組成馬賽克圖片的基本單元，在保留傳統(tǒng)馬賽克圖片的特征的同時引入新的元素，從而給觀賞者帶來更大的視覺沖擊。
由此，可以引出本發(fā)明中所要實現(xiàn)的馬賽克圖片的定義，即一張由一定量的小圖片拼接在一起組成的大圖片，其中每一個小圖片我們稱之為鱗片。當從近處看時，我們能夠看清楚每一個鱗片的內(nèi)容，當從一定距離的遠處看時，我們看到的是一個整體上的大圖，這個大圖就是我們所要用鱗片拼接成的原圖。
對于上述的生成馬賽克圖片的問題，目前已有的與本發(fā)明最接近的技術方案說明如下：
首先，將原圖用網(wǎng)格均等的劃分為若干相同大小的小塊，通過這樣的劃分將生成馬賽克圖片的問題轉(zhuǎn)換成如何對每一個小塊進行匹配，從鱗片庫中選出與原圖鱗片最相似的鱗片即單個鱗片匹配的問題。
存在著下述缺陷：
在目前已有的方法中，第一步通常都是對原圖進行劃分成固定大小原始鱗片。在進行鱗片匹配和鱗片替換的過程中，我們需要將選中替換的鱗片拉伸到原圖被劃分成的鱗片的大小，這樣就會由于改變了替換鱗片的長寬比對鱗片內(nèi)容產(chǎn)生影響。如何不改變替換鱗片的長寬比例不影響替換鱗片所表現(xiàn)的內(nèi)容以及表現(xiàn)效果的情況下得到表現(xiàn)效果好，視覺效果好沖擊力強的馬賽克圖片，是現(xiàn)有技術留下的問題。
發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明提供一種不改變替換鱗片長寬比、不對原圖進行鱗片劃分的、全新的不規(guī)則鱗片馬賽克圖片生成方法。
為達上述目的，本發(fā)明不規(guī)則鱗片馬賽克圖片生成方法包括以下步驟：
步驟1：根據(jù)預設搜索方法確定原圖中尚未替換區(qū)域中的當前替換區(qū)域；
步驟2：在替換圖庫中按照預設匹配方法查找最佳替換鱗片并將查找到的最佳鱗片更新到當前替換區(qū)域；
重復步驟1-步驟2直至原圖全部替換完成。
進一步地，
所述預設搜索方法為優(yōu)化點方法；
所述優(yōu)化點方法包括以下步驟：
搜索未替換區(qū)域與已替換區(qū)域交界處交界線形成的各轉(zhuǎn)角的頂點，所有頂點構(gòu)成集合V；
統(tǒng)計集合V中每個頂點中左上、左下、右上以及右下四個位置中尚未替換且未到達原圖邊界或已替換區(qū)域邊界的位置的個數(shù)K；
選取K值最小的頂點所在未替換區(qū)域為當前替換區(qū)域。
進一步地，當集合V中有多個頂點的K值相等且最小，則任選其中一個K值最小的頂點所在的尚未替換區(qū)域為當前替換區(qū)域。
進一步地，所述預設搜索方法為左頂點方法；
所述左頂點方法包括以下步驟：
搜索未替換區(qū)域與已替換區(qū)域交界處交界線形成各轉(zhuǎn)角的頂點中最左的頂點；
選取所述最左的頂點所在的未替換區(qū)域為當前替換區(qū)域。
進一步地，所述預設搜索方法為視覺焦點優(yōu)先方法；
所述視覺焦點優(yōu)先方法包括以下步驟：
步驟C1：搜索未替換區(qū)域與已替換區(qū)域交界處交界線形成各轉(zhuǎn)角的頂點離視覺焦點距離最近的點；
步驟C2：選取步驟C1的所搜索到的頂點所在的未替換區(qū)域為當前替換區(qū)域；
其中，初始化當前替換區(qū)域為原圖指定的視覺焦點位置左上、左下、右上以及右下中的一個區(qū)域。
進一步地，所述預設匹配方法包括以下步驟：
步驟P1：計算替換圖庫中每一替換鱗片與當前替換區(qū)域之間的圖片距離D；
步驟P2：選取與當前替換區(qū)域圖片距離最小或圖片距離小于閾值的替換圖片為佳替換鱗片；
其中所述圖片距離D＝Dcol+Dvar；
所述Dcol為與替換鱗片等同大小當前替換區(qū)域降采樣值等同像素大小時，相互對應位置像素點顏色值之差的平方和；
所述Dvar為與替換鱗片等同大小當前替換區(qū)域的顏色值方差。
進一步地，
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