自适应的线条画绘制

目的 基于参考图像的线条画生成是非真实感绘制最为常见的应用之一。尽可能模拟艺术家的创作风格生成疏密得当、具有层次感的线条画是这类工作的主要目标和挑战。本文提出一个自适应线画图绘制算法。方法 首先,将场景图像分割成若干个区域,分别计算每个区域亮度的方差以及每个像素到边界的最小距离,将每个区域的方差和面积的比值作为该区域的复杂度。然后,计算能反映其显著视觉特征的边缘切向流场。最后,使用基于流的各向异性高斯差分滤波生成线条画。在构造边缘切向流时,每个位置的切向量由其邻域的切向量加权而得到。文中增加了一个新的系数项,对于邻域的任意一个位置,如果它和参考位置在区域分类中属同一个类别。则该位置的权值更大。基于流的高斯差分自适应滤波过程中,高斯差分滤波的尺度参数和复杂度以及到区域边界距离有关。细节越丰富,离边界越近,尺度参数取值越小,这样得到的边缘比较细,同时可以防止将相邻小细线条连接成粗线条。然后,将高斯差分滤波结果沿着流线方向进行高斯滤波,对于细节丰富的区域,边缘比较多,尺度参数取值比较小,所连接边缘比较短,可以减少错误边缘可能。结果 对生物、树林、建筑、山河等具有代表性的图像,采用本文算法进行自动实时进行线条绘制,实验结果表明,采用本文算法所生成的线条随着区域场景的复杂程度呈现不同粗细和浓淡的变化,具有一定的层次感。因而本文算法能生成视觉特征鲜明、风格化效果突出的线条画,且能处理各种复杂场景的图像。结论 本文自适应参数的线条画生成算法,其算法参数调节以及算法效果优于固定参数的算法,本文算法在处理日常生活中各类主题场景的图像时均能取得良好效果。     

线条风格迁移

艺术家为同样内容的线条画作品绘制多种风格的副本是一件非常费时费力的事情。鉴此,提出一种将现有样本线条风格迁移到目标图中的方法。与已有的算法相比,该方法只需一根或数根样本线条就能够进行风格的迁移,并且在风格迁移过程中用户可以通过对参数的调整灵活地控制结果线条几何与其他视觉风格的夸张程度。最后给出若干实例证明了该方法的有效性。     

基于线条画的2.5D卡通模型

在卡通设计中,为了通过少量的2D视图生成卡通对象任意方向的视图,形成类似对象旋转的3D效果,提出一种基于线条画输入的2.5D卡通模型.基于正交的2个视线方向上卡通对象的线条画,把其中的笔画表示为2.5D结构并进行分类,然后根据笔画的类别分别用形状插值或类比的方法生成新的形状;用画家算法结合分组的方法判断笔画的可见性,以自动生成2个输入方向中任意方向的视图.实验结果表明,该模型减少了对特定绘画程序的依赖,在中间视图的质量上比已有方法有很大提高.     

基于自相似的风格化线条纹理合成方法

针对动画风格化线条渲染中需要权衡线条纹理滑动和线条纹理缩放两种不同的走样现象,提出了一种新的线条纹理(自相似样图),从而避免了这两种走样现象。自相似样图的纹理可以连续地无限放大,并且可以从单一样本自动生成。自相似样图可替代传统笔画纹理用于2D插图和动画。此外,自相似样图应用新的简单的方法,可以连贯地渲染3D路径,适用于交互式应用程序。     

一种改进的图像素描生成算法

本文给出一种改进的图像素描生成算法。首先对图像进行梯度和反相处理,再将图像灰度化,从而产生图像素描结果,实验证明该算法快速有效。     

基于特征流的抽象线条画绘制

为了将照片图像转换为具有一定艺术美感的线条画图像,文中设计了3种基于特征流的各向异性滤波器:FGsD滤波器、FGaD滤波器和FLSM滤波器.这些滤波器的主要任务是提取图像的边缘信息,并将其显示为光滑连续的风格化线条.前两种滤波器是在分析数字图像中基于一阶微分和二阶微分边缘检测算法的性能后,将高斯一阶导滤波结果和高斯差分滤波结果进行适当的混合作为边缘检测的微分响应,然后对混合的微分响应值进行柔和阈值化处理提取边缘点.第3种滤波器是专门针对图像中的线型边结构提出的,通过计算局部亮度相似度质量来判断该像素是否属于边缘点.如果将FGsD滤波结果和FLSM滤波结果进行叠加,还可以得到明暗对比度增强的抽象线条画效果.与已有的线条画绘制算法相比,采用文中算法所生成的线条画视觉特征更鲜明、风格化效果更突出、艺术表现力更强烈.     

一种基于卡通画的线条画提取方法

给出了一种从卡通画中提取线条画的新方法.方法由三部分组成:线条提取、线条绘制和风格变换.给出了基于形态学方法细化图像,把结果中离散像素点深度优先遍历生成笔划路径集合,用不同细节来控制线条绘制,达到不同程度的抽象效果.给出了生成具有夸张风格的线条画的方法,实验结果显示用文中方法能从图像中抽象出生动的线条画.     

基于小波多分辨率分析的线条画生成方法

研究了小波变换在二维图像处理中的多分辨率分析特性,提出了一种基于小波多分辨率分析的线条画生成方法,并采用MATLAB语言进行了编程实现.将彩色图像转换为灰度图像,采用bior1.1小波对灰度图像进行二层小波分解,滤除分解系数中的低频系数进行图像重构,并通过反向、滤波和亮度调整等一系列处理,最终获得一种模拟手绘线条画的效果图.试验结果表明,用该方法生成线条画效果图是行之有效的.     

一种基于卡通画的线条画提取方法

给出了一种从卡通画中提取线条画的新方法。方法由三部分组成:线条提取、线条绘制和风格变换。给出了基于形态学方法细化图像,把结果中离散像素点深度优先遍历生成笔划路径集合,用不同细节来控制线条绘制,达到不同程度的抽象效果。给出了生成具有夸张风格的线条画的方法,实验结果显示用文中方法能从图像中抽象出生动的线条画。     

手绘图风格的三维模型线条渲染

现有的三维模型线条渲染方法,由于模型是网格结构,渲染得到线条图由大量的小线段组成,导致图形中有许多明显的棱角和孤立线段.提出了一种新的手绘图风格的三维模型线条渲染方法,将观察到的三维模型转化成简洁、自然的线条图.算法首先采用Suggestive Contours方法得到模型的特征线段集,通过分析线段的空间信息,将小线段连接成若干长线条,并用三次B样条曲线插值这些线条,然后引入B样条小波对线条进行简化.实验结果表明,本文的方法可以很好地连接这些线段集,得到平滑、简洁的手绘风格模型线条图.     

图像特征保持的圆点绘制方法

图像圆点绘制问题指用圆点去逼近图像得到近似马赛克填充的效果.点画是在世界范围内流行的艺术形式,图像圆点绘制算法就是受艺术家创作的点画作品启发而提出的一种非真实感渲染算法.首先对图像进行分割,提取分割后图像的轮廓边界线并获取原始图像的特征线,生成图像上的方向场,使得图像的每个像素点位置都存在一个方向值;之后设计密度函数,刻画待摆放的圆点半径大小随着图像梯度的变化;最后结合方向场和密度函数根据一定的规则开始圆点的摆放直至铺满图像区域.此外,后续的补洞优化使得画面更加饱满.采用上述算法在大量图片上进行实验的结果表明,图像圆点绘制算法能够生成与图像特征和颜色相适应的圆点逼近结果,圆点的排列与原图片的特征保持了高度的一致,而且画面整体颜色与原图像十分接近.     

一种基于图像结构特征的实时点画生成算法

点画是一种经典的艺术技巧,其用点的形式模拟图像中色调的明暗变化,表现其 艺术特质。由图像自动生成点画是图像风格化和非真实感渲染的对象之一。为此,提出了一种 基于图像结构特征的实时点画生成算法。使用一个预计算的增量 Voronoi 序列快速生成点画所 需的采样点,通过输入图像和对应的结构特征图共同指导点画图中点的半径和色调,提高点画 图像在边缘及细节上的质量。实验结果表明,该算法生成的点画结果在视觉效果和数值误差 (SSIM)上均优于现有点画生成算法,并且在绘制速度上能够达到实时的性能,可应用于高帧率 的场景中。     

基于边缘融合的多图像直线提取算法

该文提出了一种新的基于边缘融合的多图像直线提取算法，该算法首先对所有多图像分别提取边缘，然后通过将多图像对应的梯度方向相似的、相邻近的边缘编组，以形成融合的直线支持区域，最后基于最小二乘的方法从直线支持区域拟合出直线段，并提取直线属性．该文提出的算法把边缘的相位信息作为融合要素，能够从复杂的图像中提取出相当低对比度的直线，并且通过分析多图像边缘之间的特性，提出相位压缩和融合编组方案，不仅可以充分融合互补信息还有效降低了算法复杂度．真实的遥感图像直线提取结果表明了该文算法的有效性．     

基于形状演化的线条画风格转换与变形

根据线条画和线条画中笔画的形状特征,运用平面形状演化理论对线条画和笔画的形状进行平滑或增强,并对宽度进行相应的调整,最后得到不同风格的线条画．该风格转换水需要任何样本,而且能够控制转换的程度,提高了线条画风格转换的自由度．     

基于显著性分割的图像抽象化

图像抽象化的目的是增加具有特定目标的信息,并过滤掉一些不相关或不重要的信息。为进一步提高图像的卡通风格化效果,提出一种基于显著性分割的图像抽象化算法,增强前景物体区域的可视特征,同时去除背景区域的无关细节。采用频率调谐算法获得显著度图,利用Mean-Shift分割算法检测出整个前景区域,与双边滤波和基于流场的边缘检测结合获得抽象化图形,通过软量化方法使产生的风格化图像更具有层次感,并以此为基础对图像进行非均匀的抽象化处理。实验结果表明,该算法能够有效地产生前景特征增强的非真实感图像,使结果图像的前景主题更加突出。     

基于图像的非真实感艺术绘制技术综述

非真实感绘制是计算机图形学和图像处理中一个崭新的课题,属于计算机艺术的范畴,正受到国内外研究者越来越多的重视并取得了一系列的研究成果。首先简要介绍了非真实感绘制的研究意义及其研究范围;然后通过对其中涉及的主要关键算法进行总结分析,并对国内外典型的绘制方法进行比较和分类,阐述了非真实感绘制的主要研究内容;最后对今后的发展方向做出了展望。