[發明專利]一種繞線畫自動生成算法

在審

• 申請號: 202010540631.8
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111784562A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 龐少鵬;王可;武其龍
• 申請（專利權）人: 齊魯工業大學
• 主分類號: G06T3/00
• 分類號: G06T3/00;G06T5/00;G06T7/62;G06T7/90;G06F30/27
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 支文彬

一種繞線畫自動生成算法，先通過圖像增強算法對圖片進行預處理，增強后的灰度圖像的明暗對比度更加明顯，過濾掉了可能造成繞線干擾的圖像細節，凸顯了圖像中的主要輪廓，提高了繞線畫模仿原畫的精準度。通過圖像增強算法對圖片進行預處理，使得算法對原畫畫面要求寬松，提高了繞線畫模仿原畫的穩定性，提高了繞線畫自動生成算法的普適性。通使用貪心算法，每次增加多條邊，降低了繞線畫局部繞線過密的概率，加快了繞線畫自動生成算法的處理速度。可以預設繞線畫的尺寸、釘數和繞線數量，提高了繞線畫自動生成算法的普適性。

技術領域

本發明涉及繞線畫技術領域，具體涉及一種繞線畫自動生成算法。

背景技術

繞線藝術(String Art)是通過點與點之間的繞線組成復雜的藝術圖案。經過眾多藝術家不斷完善之后，繞線藝術已成為一項獨特的藝術創作形式。繞線藝術通過點與點之間的繞線，線與線之間的呼應，圖層與圖層之間的重疊，構成一幅幅立體生動的藝術裝飾畫作，具有較高的經濟價值。

專利號201911013919.3的中國專利公開了一種繞線畫自動生成及加工的方法和設備，其方案為：

1.加載任意一張圖片，將圖片轉換為灰度圖像并自動裁剪圖片大小使之與需繞制的畫框保持一致畫面比例。

2.在圖像四周均勻生成釘點坐標點，選擇其中任意一點作為繞線起點。

3.起始點與其他所有點依次建立連線，并記錄連線所經過圖像位置的像素值，計算該線段經過所有像素的深度值總和，最終根據線段長度計算像素平均值。

4.比對所有其他點所得的線段像素值大小，取最大值所對應的點作為下一個繞線起始點。

5.將本次線段所經過的圖像像素值調低，并記錄當前連線配對。

6.新的起點依次與其他所有點建立連線，按照上述比對方式，排除已經連接過的配對情況，尋找新的繞線起點。

7.依次按此方式進行尋線并繞線并記錄每次繞線起點的位置，形成繞線數據，達到一定次數后，所有繪制的線段將形成一幅與原始圖像相近的畫面，即生產繞線畫圖形。

現有的繞線畫算法得到的繞線畫的畫面質量難以保證，主要體現在：繞線不能準確的體現出原畫的主要輪廓，容易局部繞線過密導致繞線畫的畫面不協調，對原畫畫面要求嚴苛，沒有普遍適用性。并且現有算法每次增加一條線，計算復雜度過高。同時，現有算法無法預設繞線數量。

發明內容

本發明為了克服以上技術的不足，提供了一種可以預設繞線畫的尺寸、釘數和繞線數量，降低計算復雜度的繞線畫自動生成算法。

本發明克服其技術問題所采用的技術方案是：

一種繞線畫自動生成算法，包括如下步驟：

a)計算機加載圖片，以矩陣存儲圖片，存儲后對圖片進行灰度處理和圖像增強處理；

b)根據繞線畫的尺寸和釘數計算并記錄釘點在圖片的二維平面的坐標；

c)根據釘點在圖片的二維平面的坐標計算任意兩釘點i與j之間的連邊所穿過的像素點的灰度均值α′_ij；

d)按照灰度均值α′_ij從小到大排序，在排名前p個的連邊之中任意選擇m條連邊，記錄m條連邊的兩端釘點的序號，將m條連邊所穿過的像素點的灰度值改為255，完成增邊操作；

e)重復步驟c)至步驟d)直至增邊數量滿足完成繞線畫所需的給定邊數；

f)通過弗勒里算法計算繞線的線序，轉錄為釘點序列并輸出。