[發(fā)明專(zhuān)利]圖像矢量化方法、裝置及終端設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110297589.6
• 申請(qǐng)日: 2021-03-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113077477B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-01-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高成英;莫浩然
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06T7/11
• 分類(lèi)號(hào): G06T7/11;G06T11/20
• 代理公司: 廣州三環(huán)專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 陳志明

1.一種圖像矢量化方法，其特征在于，包括：

獲取像素級(jí)圖像，并構(gòu)造與所述像素級(jí)圖像大小相同的畫(huà)布；

初始化裁剪窗口的信息，所述信息包括窗口大小和窗口位置；

根據(jù)所述裁剪窗口，對(duì)所述像素級(jí)圖像和所述畫(huà)布進(jìn)行對(duì)齊裁剪，得到區(qū)域小塊；所述根據(jù)所述裁剪窗口，對(duì)所述像素級(jí)圖像和所述畫(huà)布進(jìn)行對(duì)齊裁剪，得到區(qū)域小塊，包括：獲取所述區(qū)域小塊上任一像素對(duì)應(yīng)的被裁剪圖像上周?chē)膫€(gè)預(yù)設(shè)像素的值，以及所述像素與所述預(yù)設(shè)像素的距離，所述預(yù)設(shè)像素包括位于所述像素左上方的像素、位于所述像素左下方的像素、位于所述像素右上方的像素及位于所述像素右下方的像素；根據(jù)所述區(qū)域小塊上任一像素對(duì)應(yīng)的被裁剪圖像上周?chē)膫€(gè)預(yù)設(shè)像素的值及所述像素與所述預(yù)設(shè)像素的距離，進(jìn)行雙線(xiàn)性插值計(jì)算，得到所述區(qū)域小塊上所述像素的值；

將所述區(qū)域小塊輸入到預(yù)先建立的筆劃生成器進(jìn)行計(jì)算，獲得相應(yīng)的筆劃信息，并根據(jù)所述筆劃信息繪制筆劃；所述將所述區(qū)域小塊輸入到預(yù)先建立的筆劃生成器進(jìn)行計(jì)算，獲得相應(yīng)的筆劃信息，并根據(jù)所述筆劃信息繪制筆劃，具體包括：將所述區(qū)域小塊輸入到預(yù)先建立的筆劃生成器進(jìn)行計(jì)算，得到下一筆劃的矢量參數(shù)；將所述筆劃的矢量參數(shù)轉(zhuǎn)化為一貝塞爾曲線(xiàn)的參數(shù)；將所述貝塞爾曲線(xiàn)的參數(shù)輸入到預(yù)設(shè)的可微渲染器進(jìn)行處理，得到筆劃圖像；

基于所述裁剪窗口對(duì)所述筆劃進(jìn)行可微拼貼，得到與所述像素級(jí)圖像相適配的筆劃幀；所述可微拼貼操作基于裁剪窗口進(jìn)行，使用雙線(xiàn)性圖像插值算法，令拼貼后的筆劃幀上每一個(gè)像素的值由筆劃圖像上與該像素臨近的周?chē)膫€(gè)像素值的雙線(xiàn)性插值計(jì)算得到；

將所述裁剪窗口移動(dòng)到所述筆劃繪制的末端位置，并更新所述裁剪窗口的窗口位置；

所述更新所述裁剪窗口的窗口位置，具體包括：根據(jù)公式和更新所述裁剪窗口的窗口位置；

其中，Q_t為更新后t時(shí)刻的窗口位置，Q_t-1為上一個(gè)時(shí)刻的窗口位置，為更新后t時(shí)刻的未做數(shù)值范圍剪裁的窗口位置；ΔQ_t為t時(shí)刻窗口位置的移動(dòng)偏移值，ΔQ_t＝(Δx,Δy)_t∈[-1,+1]²；W為所述裁剪窗口的窗口大小，W_I為所述像素級(jí)圖像的大小；

在更新所述裁剪窗口的窗口位置之后，獲取當(dāng)前的繪制長(zhǎng)度，判斷所述繪制長(zhǎng)度是否達(dá)到預(yù)設(shè)的繪制最大長(zhǎng)度；當(dāng)所述繪制長(zhǎng)度未達(dá)到所述繪制最大長(zhǎng)度時(shí)，則重新根據(jù)所述裁剪窗口對(duì)所述像素級(jí)圖像和所述畫(huà)布進(jìn)行對(duì)齊裁剪，直至所述繪制長(zhǎng)度達(dá)到所述繪制最大長(zhǎng)度；

當(dāng)檢測(cè)到當(dāng)前繪制長(zhǎng)度達(dá)到預(yù)設(shè)的繪制最大長(zhǎng)度時(shí)，停止繪制，獲得矢量圖。

2.如權(quán)利要求1所述的圖像矢量化方法，其特征在于，在所述將所述裁剪窗口移動(dòng)到所述筆劃繪制的末端位置，并更新所述裁剪窗口的窗口位置之前，還包括：

獲取本次操作的筆觸狀態(tài)；

當(dāng)所述筆觸狀態(tài)為零時(shí)，則去除所述筆劃；

當(dāng)所述筆觸狀態(tài)為一時(shí)，則保留所述筆劃，將所述筆劃添加到所述畫(huà)布上。

3.如權(quán)利要求1所述的圖像矢量化方法，其特征在于，通過(guò)如下步驟訓(xùn)練所述筆劃生成器，具體包括：

獲取在草圖分類(lèi)任務(wù)下訓(xùn)練完成的VGG-16模型；

獲取渲染后的線(xiàn)條畫(huà)圖像和真實(shí)的線(xiàn)條畫(huà)圖像，線(xiàn)條畫(huà)圖像為由所述可微渲染器渲染所有筆劃圖像疊加后得到的像素圖；

將所述渲染后的線(xiàn)條畫(huà)圖像和所述真實(shí)的線(xiàn)條畫(huà)圖像分別輸入到所述VGG-16模型，以獲取每個(gè)預(yù)設(shè)層輸出的特征圖；

根據(jù)公式確定第j層的損失函數(shù)；

其中，L_j為第j層的損失函數(shù)，D_j×H_j×W_j為第j層后輸出的特征圖的圖像大小，為所述渲染后的線(xiàn)條畫(huà)圖像輸入到第j層后輸出的特征圖，φ_j(y)所述真實(shí)的線(xiàn)條畫(huà)圖像輸入到第j層后輸出的特征圖；

對(duì)所有預(yù)設(shè)層的損失函數(shù)進(jìn)行累加，得到總損失函數(shù)；

以所述總損失函數(shù)訓(xùn)練所述筆劃生成器。