CN102332170A - 一种计算机素描画的生成方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种计算机素描画的生成方法及系统，该方法包括：S1.接收待处理的图像，并判断所述图像是彩色图还是灰度图，若是彩色图，则执行步骤S2；若是灰度图，则执行步骤S3；S2.将彩色图转换为灰度图；S3.将所述灰度图设为背景图层；S4.对所述灰度图进行反相得到反相图；S5.对所述反相图进行最小值灰度膨胀处理，并将膨胀处理后的图像设为前景图层；S6.对所述前景图层和所述背景图层进行混合处理，以得到素描图像。实施本发明的技术方案，所生成的素描图像的素描效果好，且整个生成过程不需要人工交互操作。
Description
技术领域
本发明涉及图像处理技术，尤其涉及一种计算机素描画的生成方法和系统。
背景技术
素描是图像风格化的一种，现实中的素描是以铅笔为媒介，用线条来表现或景物的艺术形式。素描可以分为线条结构画和精细写实素描两种。手工创作素描要求作者具有一定的美术功底，因此计算机模拟生成素描画具有重要的应用和娱乐价值。
目前在一些图像软件中，有素描画生成的功能，如Photoshop的素描滤镜，但是用Photoshop自带的素描滤波操作生成的素描画的素描效果不好。还有一种方法是首先使用边缘检测算子提取图像的轮廓图，然后在滑动窗口内不断手工调整局部边缘检测参数，对轮廓进行修正，最后对生成的轮廓进行风格化线条渲染，得到最终的线条画。但这种素描画的生成方法需要加入人工的交互操作。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对上述现有素描画生成技术生成素描效果不好、需要人工交互操作的缺陷，提供一种计算机素描画的生成方法，素描效果好，且不需要人工的交互操作。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种计算机素描画的生成方法，其特征在于，包括：
S1.接收待处理的图像，并判断所述图像是彩色图还是灰度图，若是彩色图，则执行步骤S2；若是灰度图，则执行步骤S3；
S2.将彩色图转换为灰度图；
S3.将所述灰度图设为背景图层；
S4.对所述灰度图进行反相得到反相图；
S5.对所述反相图进行最小值灰度膨胀处理，并将膨胀处理后的图像设为前景图层；
S6.对所述前景图层和所述背景图层进行混合处理，以得到素描图像。
在本发明所述的生成方法中，在所述步骤S5中，开一个包含当前像素点的N*N窗口，取N*N窗口内所有像素点的最小值灰度，并将最小值灰度作为当前像素点膨胀处理后的灰度值，其中，N≥2。
在本发明所述的生成方法中，在所述步骤S6中，所述混合处理为下列中的一种：变亮混合处理、差值混合处理、正片叠底混合处理、亮光混合处理、线性减淡混合处理、颜色减淡混合处理。
在本发明所述的生成方法中，在所述步骤S2中，根据下面的公式将彩色图转换为灰度图：
Y1＝0.299*R+0.587*G+0.114*B
其中，Y1为灰度图的当前像素点的灰度值，R、G、B分别为彩色图的当前像素点的红、绿、蓝通道的颜色值。
在本发明所述的生成方法中，在所述步骤S2中，根据下面的公式将彩色图转换为灰度图：
Y2＝(R*306+G*601+B*117+512)*1024
其中，Y2为灰度图的当前像素点的灰度值，R、G、B分别为彩色图的当前像素点的红、绿、蓝通道的颜色值。
在本发明所述的生成方法中，在所述步骤S4中，通过下面的公式对所述灰度图进行反相得到反相图：
Y3＝255-Y2
其中，Y3为反相图的当前像素点的灰度值。
本发明还构造一种计算机素描画的生成系统，包括：
接收及判断模块，用于接收待处理的图像，并判断所述图像是彩色图还是灰度图；
灰度图生成模块，用于将彩色图转换为灰度图；
背景图层设置模块，用于将所述灰度图设为背景图层；
反相图生成模块，用于所述灰度图进行反相得到反相图；
膨胀处理模块，用于对所述反相图进行最小值灰度膨胀处理，并将膨胀处理后的图像设为前景图层；
混合处理模块，用于对所述前景图层和所述背景图层进行混合处理，以得到素描图像。
在本发明所述的生成系统中，所述混合处理为下列中的一种：变亮混合处理、差值混合处理、正片叠底混合处理、亮光混合处理、线性减淡混合处理、颜色减淡混合处理。
在本发明所述的生成系统中，所述灰度图生成模块根据下面的公式将彩色图转换为灰度图：
Y1＝0.299*R+0.587*G+0.114*B
其中，Y1为灰度图的当前像素点的灰度值，R、G、B分别为彩色图的当前像素点的红、绿、蓝通道的颜色值。
在本发明所述的生成系统中，所述膨胀处理模块所进行的膨胀处理为：开一个包含当前像素点的N*N窗口，取N*N窗口内所有像素点的最小值灰度，并将最小值灰度作为当前像素点膨胀处理后的灰度值，其中，N≥2。
实施本发明的技术方案，基于数学形态学来完成素描图像的生成，相对于现有技术生成过程更加简单，实现效率更高，所生成的素描图像的素描效果好，且整个生成过程不需要人工交互操作。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明计算机素描画的生成方法实施例的流程图；
图2A是一幅待处理图像；
图2B是使用本发明一个实施例的计算机素描画的生成方法对图2A处理所生成的素描图像；
图3A是另一幅待处理图像；
图3B是使用本发明一个实施例的计算机素描画的生成方法对图3A处理所生成的素描图像；
图4是本发明计算机素描画的生成系统实施例的逻辑结构图。
具体实施方式
如图1所示，在本发明计算机素描画的生成方法实施例的流程图中，该生成方法包括步骤S1-S6，下面具体说明。
在步骤S1中，接收待处理的图像，并判断所述图像是彩色图还是灰度图，若是彩色图，则执行步骤S2；若是灰度图，则执行步骤S3。在步骤S2中，将彩色图转换为灰度图，在一个例子中，可根据下面的公式将彩色图转换为灰度图：
Y1＝0.299*R+0.587*G+0.114*B
其中，Y1为灰度图的当前像素点的灰度值，R、G、B分别为彩色图的当前像素点的红、绿、蓝通道的颜色值。在此应当说明的是，本申请中的图像处理都是逐个像素进行的。优选地，为了实现在计算机上的快速运算，可将所得到的灰度图的当前像素点的灰度值的公式改写为：
Y2＝(R*306+G*601+B*117+512)*1024
其中，Y2为灰度图的当前像素点的灰度值，R、G、B分别为彩色图的当前像素点的红、绿、蓝通道的颜色值。在步骤S3中，将所述灰度图设为背景图层。在步骤S4中，例如，通过下面的公式对所述灰度图进行反相得到反相图：
Y3＝255-Y2
其中，Y3为反相图的当前像素点的灰度值。在所述步骤S5中，对所述反相图进行最小值灰度膨胀处理，并将膨胀处理后的图像设为前景图层，该步骤可通过下面方式来实现：开一个包含当前像素点的N*N窗口，取N*N窗口内所有像素点的最小值灰度，并将最小值灰度作为当前像素点膨胀处理后的灰度值，其中，N≥2，例如，所开的窗口为3*3，且当前像素点为中心像素点，则可通过下面的运算得出当前像素点膨胀处理后的灰度值：
Y4(i，j)＝min(min(Y3(i-1，j-1)，Y3(i，j-1)，Y3(i+1，j-1))，
min(Y3(i-1，j)，Y3(i，j)，Y3(i+1，j))，
min(Y3(i-1，j+1)，Y3(i，j+1)，Y3(i+1，j+1)))
其中，Y4(i，j)为当前像素点膨胀处理后的灰度值，Y3(i，j)为反相图的当前像素点的灰度值，也即当前像素点膨胀处理前的灰度值，Y3(i-1，j-1)、Y3(i，j-1)、Y3(i+1，j-1)、Y3(i-1，j)、Y3(i+1，j)、Y3(i-1，j+1)、Y3(i，j+1)、Y3(i+1，j+1)分别为与Y3(i，j)最邻近的像素点的灰度值。通过上面的运算也就求得了窗口内9个像素点的最小值灰度。在步骤S6中，对所述前景图层和所述背景图层进行混合处理，以得到素描图像，该混合处理可选择下列中的任何一个：变亮混合处理、差值混合处理、正片叠底混合处理、亮光混合处理、线性减淡混合处理、颜色减淡混合处理，其中，优选颜色减淡混合处理。颜色减淡混合操作可通过下面程序来进行计算：
其中，Y5为混合结果图像上当前像素点的灰度值，Front为上述前景图层上当前像素点的灰度值，Back为上述背景图层上当前像素点的灰度值。
图2A是一幅待处理图像，该图像为风景图像，图2B是使用上述的计算机素描画的生成方法对图2A处理所生成的素描图像，且在该生成方法中，采用的是线性减淡混合处理。图3A是另一幅待处理图像，该图像为人物图像，图3B是使用上述计算机素描画的生成方法对图3A处理所生成的素描图像，且在该生成方法中，采用的是颜色减淡混合处理。对比图2A和图2B，及图3A和图3B，可看出所生成的素描图像的素描效果好，且整个生成过程不需要人工交互操作。
图4是本发明计算机素描画的生成系统实施例的逻辑结构图，该生成系统包括：接收及判断模块11、灰度图生成模块12、背景图层设置模块13、反相图生成模块14、膨胀处理模块15和混合处理模块16。其中，接收及判断模块11用于收待处理的图像，并判断所述图像是彩色图还是灰度图；灰度图生成模块12用于将彩色图转换为灰度图；背景图层设置模块13用于将所述灰度图设为背景图层；反相图生成模块14用于所述灰度图进行反相得到反相图；膨胀处理模块15用于对所述反相图进行最小值灰度膨胀处理，并将膨胀处理后的图像设为前景图层；混合处理模块16用于对所述前景图层和所述背景图层进行混合处理，以得到素描图像。
在上述实施例的混合处理模块16中，混合处理可为下列中的一种：变亮混合处理、差值混合处理、正片叠底混合处理、亮光混合处理、线性减淡混合处理、颜色减淡混合处理，其中，优选颜色减淡混合处理。
在上述实施例的膨胀处理模块15中，其中的膨胀处理为：开一个包含当前像素点的N*N窗口，取N*N窗口内所有像素点的最小值灰度，并将最小值灰度作为当前像素点膨胀处理后的灰度值，其中，N≥2。
在一个实施例的灰度图生成模块12中，根据下面的公式将彩色图转换为灰度图：
Y1＝0.299*R+0.587*G+0.114*B
其中，Y1为灰度图的当前像素点的灰度值，R、G、B分别为彩色图的当前像素点的红、绿、蓝通道的颜色值。
在另一个实施例的灰度图生成模块12中，还可根据下面的公式将彩色图转换为灰度图：
Y2＝(R*306+G*601+B*117+512)*1024
其中，Y2为灰度图的当前像素点的灰度值，R、G、B分别为彩色图的当前像素点的红、绿、蓝通道的颜色值。这样可加快计算机的运算速度。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种计算机素描画的生成方法，其特征在于，包括：
S1.接收待处理的图像，并判断所述图像是彩色图还是灰度图，若是彩色图，则执行步骤S2；若是灰度图，则执行步骤S3；
S2.将彩色图转换为灰度图；
S3.将所述灰度图设为背景图层；
S4.对所述灰度图进行反相得到反相图；
S5.对所述反相图进行最小值灰度膨胀处理，并将膨胀处理后的图像设为前景图层；
S6.对所述前景图层和所述背景图层进行混合处理，以得到素描图像。
2.根据权利要求1所述的生成方法，其特征在于，在所述步骤S5中，开一个包含当前像素点的N*N窗口，取N*N窗口内所有像素点的最小值灰度，并将最小值灰度作为当前像素点膨胀处理后的灰度值，其中，N≥2。
3.根据权利要求1或2所述的生成方法，其特征在于，在所述步骤S6中，所述混合处理为下列中的一种：变亮混合处理、差值混合处理、正片叠底混合处理、亮光混合处理、线性减淡混合处理、颜色减淡混合处理。
4.根据权利要求1或2所述的生成方法，其特征在于，在所述步骤S2中，根据下面的公式将彩色图转换为灰度图：
Y1 = 0.299*R + 0.587*G + 0.114*B
其中，Y1为灰度图的当前像素点的灰度值，R、G、B分别为彩色图的当前像素点的红、绿、蓝通道的颜色值。
5.根据权利要求1或2所述的生成方法，其特征在于，在所述步骤S2中，根据下面的公式将彩色图转换为灰度图：
Y2= (R*306 + G*601 + B*117 + 512) *1024
其中，Y2为灰度图的当前像素点的灰度值，R、G、B分别为彩色图的当前像素点的红、绿、蓝通道的颜色值。
6.根据权利要求5所述的生成方法，其特征在于，在所述步骤S4中，通过下面的公式对所述灰度图进行反相得到反相图：
Y3 = 255–Y2
其中，Y3为反相图的当前像素点的灰度值。
7.一种计算机素描画的生成系统，其特征在于，包括：
接收及判断模块，用于接收待处理的图像，并判断所述图像是彩色图还是灰度图；
灰度图生成模块，用于将彩色图转换为灰度图；
背景图层设置模块，用于将所述灰度图设为背景图层；
反相图生成模块，用于所述灰度图进行反相得到反相图；
膨胀处理模块，用于对所述反相图进行最小值灰度膨胀处理，并将膨胀处理后的图像设为前景图层；
混合处理模块，用于对所述前景图层和所述背景图层进行混合处理，以得到素描图像。
8.根据权利要求7所述的生成系统，其特征在于，所述混合处理为下列中的一种：变亮混合处理、差值混合处理、正片叠底混合处理、亮光混合处理、线性减淡混合处理、颜色减淡混合处理。
9.根据权利要求7所述的生成系统，其特征在于,所述灰度图生成模块根据下面的公式将彩色图转换为灰度图：
Y1 = 0.299*R + 0.587*G + 0.114*B
其中，Y1为灰度图的当前像素点的灰度值，R、G、B分别为彩色图的当前像素点的红、绿、蓝通道的颜色值。
10.根据权利要求7-9任一项所述的生成系统，其特征在于, 所述膨胀处理模块所进行的膨胀处理为：开一个包含当前像素点的N*N窗口，取N*N窗口内所有像素点的最小值灰度，并将最小值灰度作为当前像素点膨胀处理后的灰度值，其中，N≥2。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 518057 Guangdong city of Shenzhen province Nanshan District Gao Xin Road, room 9 building on the north side of block A901 No. 006 TCL Industry Research Institute building A A Building 8 floor Applicant after: Shenzhen Wondershare Information Technology Co., Ltd. Address before: Room 9, block A901 building on the north side of a building 518057 North TCL A of Guangdong Province, Shenzhen city Nanshan District South Road West ten high new technology Applicant before: Shenzhen Wondershare Software Co., Ltd. |
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Free format text: CORRECT: APPLICANT; FROM: SHENZHEN WONDERSHARE SOFTWARE CO., LTD. TO: SHENZHEN WONDERSHARE INFORMATION TECHNOLOGY CO., LTD. |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 850000 Tibet autonomous region, Lhasa City, New District, west of the East Ring Road, 1-4 road to the north, south of 1-3 Road, Liu Dong building, east of the 8 unit 6, floor 2, No. Patentee after: Wanxing Polytron Technologies Inc Address before: 518057 Guangdong city of Shenzhen province Nanshan District Gao Xin Road, room 9 building on the north side of block A901 No. 006 TCL Industry Research Institute building A A Building 8 floor Patentee before: Shenzhen Wondershare Information Technology Co., Ltd. |
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| CP03 | Change of name, title or address |