[發(fā)明專利]基于擴(kuò)散曲線的唐卡元素矢量化方法

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• 申請日: 2021-08-04
• 公開（公告）號: CN113706648A
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 解慶;田迪;胡桉澍;劉永堅(jiān);白立華
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: G06T11/00
• 分類號: G06T11/00;G06T11/20;G06T11/40;G06T5/00;G06T5/20;G06T7/13;G06T7/90
• 代理公司: 武漢開元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 劉琳;潘杰

1.一種基于擴(kuò)散曲線的唐卡元素矢量化方法，其特征在于：所述方法包括如下步驟：

1)輸入唐卡元素圖像，等待處理；

2)對所述唐卡元素圖像進(jìn)行圖像預(yù)處理；

3)對已預(yù)處理的唐卡元素圖像進(jìn)行Canny邊緣提取；

4)對所述唐卡元素圖像的二值邊緣信息進(jìn)行貝塞爾曲線擬合；

5)對貝塞爾曲線進(jìn)行顏色采樣；

6)選擇性地對貝塞爾曲線的曲線控制點(diǎn)和顏色采樣信息進(jìn)行人工交互調(diào)整；

7)以貝塞爾曲線上的顏色為約束求解泊松方程得到矢量結(jié)果；

8)通過文件存儲貝塞爾曲線控制點(diǎn)和顏色采樣信息，保存唐卡元素的矢量信息。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于擴(kuò)散曲線的唐卡元素矢量化方法，其特征在于：所述步驟2)圖像預(yù)處理的過程為對唐卡元素圖像使用均值漂移濾波。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于擴(kuò)散曲線的唐卡元素矢量化方法，其特征在于：所述步驟3)中進(jìn)行Canny邊緣提取之后進(jìn)行人工交互調(diào)整Canny閾值處理。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于擴(kuò)散曲線的唐卡元素矢量化方法，其特征在于：所述步驟4)中進(jìn)行貝塞爾曲線擬合的具體步驟包括：

401)從所述唐卡元素圖像的二值邊緣信息中生成像素鏈；

402)將像素鏈轉(zhuǎn)化生成折線段，利用Potrace算法，將每條像素鏈生成一個(gè)懲罰矩陣，通過懲罰矩陣以分段數(shù)量較短優(yōu)先策略獲得最優(yōu)折線段。

403)將最優(yōu)折線段用分段三次貝塞爾曲線進(jìn)行擬合。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于擴(kuò)散曲線的唐卡元素矢量化方法，其特征在于：所述步驟5)中進(jìn)行顏色采樣的具體步驟包括：

501)將圖像從BGR轉(zhuǎn)化為CIE L*a*b*顏色空間；

502)對于分段三次貝塞爾曲線上像素點(diǎn)進(jìn)行連續(xù)均勻隨機(jī)采樣，根據(jù)采樣密度計(jì)算每條曲線的應(yīng)具有的采樣顏色點(diǎn)總數(shù)量；

503)沿著采樣點(diǎn)的法向量的正反兩個(gè)方向若干個(gè)單位長度作為顏色采樣點(diǎn)，如果顏色采樣點(diǎn)在CIE L*a*b*的顏色信息與其單位長度正方形領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)差顏色值存在偏差，則予以舍棄，降低錯(cuò)誤采樣概率；否則，將顏色采樣點(diǎn)的位置信息以及色彩信息進(jìn)行存儲，其中位置信息為其在所在曲線的長度比值與此點(diǎn)之前貝塞爾分段的總數(shù)之和，顏色信息為已預(yù)處理的BGR顏色值。

6.根據(jù)權(quán)利要求1述的基于擴(kuò)散曲線的唐卡元素矢量化方法，其特征在于：所述步驟6)中進(jìn)行人工交互調(diào)整的具體步驟包括：

601)調(diào)整曲線控制點(diǎn)信息：鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊位置如果與已有控制點(diǎn)的距離少于設(shè)定的單位長度，則默認(rèn)選中已有控制點(diǎn)，否則，添加一個(gè)新的控制點(diǎn)；移動鼠標(biāo)更改此控制點(diǎn)的位置信息，鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊每段曲線的最后一個(gè)控制點(diǎn)，則僅刪除此點(diǎn)；否則刪除整條曲線；

602)調(diào)整顏色采樣信息：通過鼠標(biāo)左鍵添加或修改顏色采樣點(diǎn)位置信息，右鍵刪除已有顏色采樣點(diǎn)；通過鼠標(biāo)采集顏色更改顏色采樣點(diǎn)的顏色信息，獲得鼠標(biāo)所在處的顏色值，更新被選中顏色采樣點(diǎn)的顏色信息。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于擴(kuò)散曲線的唐卡元素矢量化方法，其特征在于：所述步驟7)中僅由顏色和曲線構(gòu)成最終的擴(kuò)散曲線，構(gòu)建泊松方程，顏色擴(kuò)散平滑填滿整個(gè)圖像空間，得到矢量圖的渲染結(jié)果，擴(kuò)散曲線的公式：

ΔI＝div w

I(x,y)＝C(x,y)

式中，I表示整個(gè)結(jié)果圖像區(qū)域，Δ和div為拉普拉斯和散度算子，(x,y)表示通過顏色采樣點(diǎn)的線性插值所有顏色曲線上的點(diǎn)。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于擴(kuò)散曲線的唐卡元素矢量化方法，其特征在于：所述步驟3)之后人工交互調(diào)整Canny閾值處理時(shí)，Canny最大的閾值范圍為(2，100000)，通過鍵盤輸入U(xiǎn)降低高閾值，輸入L提升低閾值，U或L與Shift結(jié)合使用達(dá)到相反的目的，即提升高閾值或降低低閾值。