CN103455974A

CN103455974A - 一种图像素描风格化的处理方法

Info

Publication number: CN103455974A
Application number: CN2013101993657A
Authority: CN
Inventors: 张伟; 傅松林
Original assignee: XIAMEN MEITUWANG TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: XIAMEN MEITUWANG TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-05-24
Filing date: 2013-05-24
Publication date: 2013-12-18
Anticipated expiration: 2033-05-24
Also published as: CN103455974B

Abstract

本发明涉及一种图像素描风格化的处理方法，步骤如下：1）接收待处理的图像，定义为第一图片；2）对步骤1）的图像经最大值滤波算法，得到第二图片；3）将第一图片转换为灰度图，得到第三图片；4）将第二图片转换为灰度图，得到第四图片；5）对第三图片与第四图片叠加后进行轮廓提取成为轮廓图，得到第五图片；6）利用透明度将第三图片与第五图片进行混合处理，得到素描图像。与已有技术相比，本发明所述的技术方案生成过程简单易行，生成效果具有较好的逼真性，且不需要人工的交互操作，还能够完美地保留图片的细节信息即已有发明描述的阴影。步骤上最加简化，算法复杂度降低，处理效率高，实时性更强。

Description

一种图像素描风格化的处理方法

技术领域

本发明涉及一种图像处理方法，更具体地说，涉及一种图像素描风格化的处理方法。

背景技术

近年来，利用计算机对数码照片进行处理，将图像的纹理进行简化以突出想要表达的某些特征，生成各种风格的素描画这一数字媒体技术已经得到广泛的应用。素描是图像风格化的一种，现实生活中的素描主要是以铅笔为工具，用线条来表现人物或风景的艺术形式。

目前在图片处理软件中，有素描生成的功能，如Photoshop的素描滤镜，但是数码照片通过Photoshop自带的素描滤镜组里的滤镜生成的素描效果都不如人意，而且还需要人工交互操作，才能调整好一个比较适合的素描风格化效果，步骤麻烦而且效果不好。

中国发明专利申请200910023002.1公开了一种基于真实图像素描风格化的方法，素描风格化的步骤如下：

1）首先对图像做双边滤波处理；

2）然后计算双边滤波预处理后图像的颜色差异值；

3）由颜色差异图得到素描的轮廓图；

4）计算图像的重要性图，并结合颜色差异图得到素描的阴影图；

5）最后将轮廓图与阴影图叠加得到素描风格化后的图像。

上述发明专利在算法复杂度方面，该发明定义的双边滤波的计算公式如下：

f_{filied} (\hat{x}, σ_{d}, σ_{r}) = \frac{&Integral; e^{- \frac{1}{2} {(\frac{| | \hat{x} - x | |}{σ_{d}})}^{2}} \cdot e^{- \frac{1}{2} {(\frac{| | f_{src} (\hat{x}) - f_{src} (x) | |}{σ_{r}})}^{2}} \cdot f_{src} (x) dx}{&Integral; e^{- \frac{1}{2} {(\frac{| | \hat{x} - x | |}{σ_{d}})}^{2}} \cdot e^{- \frac{1}{2} {(\frac{| | f_{src} (\hat{x}) - f_{src} (x) | |}{σ_{r}})}^{2}} dx}

明显可以看出上述公式需要大量的乘除计算，需要大量的时间来处理。即使是运用计算机程序进行处理，在程序实现上也很难做到无卡顿现象，如果运用在移动设备，如手机或相机等硬件相对低端的设备，很大程度上影响用户感受。

在步骤方面，需要先计算轮廓图，再通过图像的重要性来得到阴影图。实现方法上还存在改进的地方，以使效率提高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种生成过程简单实时，生成效果逼真度高，且不需要人工的交互操作的自动处理的图像素描风格化的处理方法。

本发明的技术方案如下：

一种图像素描风格化的处理方法，步骤如下：

1）接收待处理的图像，定义为第一图片；

2）对步骤1）的图像经最大值滤波算法，得到第二图片；

3）将第一图片转换为灰度图，得到第三图片；

4）将第二图片转换为灰度图，得到第四图片；

5）对第三图片与第四图片叠加后进行轮廓提取成为轮廓图，得到第五图片；

6）利用透明度将第三图片与第五图片进行混合处理，得到素描图像。

作为优选，步骤2）所述的最大值滤波算法具体为：开一个包含当前像素点的N*N窗口，取N*N窗口中所有像素点的红、绿、蓝通道的颜色值的最大值，并将红、绿、蓝通道的颜色值的最大值作为当前像素点的红、绿、蓝通道的颜色值，其中N≥1。

作为优选，步骤2）所述的最大值滤波算法公式为：

M=max(M,P)

其中P为N*N窗口的像素点的红、绿、蓝通道的颜色值；M初始为0，依次与P进行比较，取最大值。

作为优选，步骤3）、步骤4）中，根据下面的公式将图像转换为灰度图：

GRAY=0.299*RED+0.587*GREEN+0.114*BLUE

其中，GRAY为灰度图的当前像素点的灰度值；RED、GREEN、BLUE分别为图像的当前像素点的红、绿、蓝通道的颜色值。

GRAY=(RED*306+GREEN*601+BLUE*117+512)/1024

作为优选，步骤5）中进行轮廓提取的公式为：

CONTOUR=GRAY3*255/GRAY4

其中，CONTOUR为第五图片的当前像素点的灰度值；GRAY3为第三图片的当前像素点的灰度值；GRAY4为第四图片的当前像素点的灰度值。

作为优选，步骤6）中，透明度的计算公式为：

ALPHA=max（m，GRAY3>THRESHOLD?1.0：（GRAY3/THRESHOLD））

其中，ALPHA为计算所得到的当前像素点的混合透明度，计算结果的范围为m到1.0之间，其中m的范围在0.0到1.0之间；GRAY3为第三图片的当前像素点的灰度值；THRESHOLD为第三图片的灰度值的平均值。

作为优选，步骤6）中，第三图片与第五图片混合处理的公式为：

RESULT=CONTOUR*ALPHA+（1.0-ALPHA）*GRAY3

其中，RESULT为素描图的当前像素点的灰度值；CONTOUR为第五图片的当前像素点的灰度值；GRAY3为第三图片的当前像素点的灰度值；ALPHA为计算所得到的当前像素点的混合透明度值。

作为优选，第三图片的灰度值的平均值的获取具体为：将第三图片的所有像素点的灰度值累加，再将累加的结果值除以像素点的总数得到平均值。

作为优选，混合透明度计算结果的范围为0.5到1.0之间。

本发明的有益效果如下：

与已有技术相比，本发明所述的技术方案生成过程简单易行，生成效果具有较好的逼真性，且不需要人工的交互操作；并且针对已有发明的不足提出了一种新的计算轮廓的方法，计算后的轮廓不仅可以有效地提取轮廓，并且还能够完美地保留图片的细节信息即已有发明描述的阴影。在步骤上比现有技术公开的技术方案最加简化，在算法复杂度方面，提出最大值滤波算法来代替双边滤波，来提高处理的速度，相应在整体处理时间上得到提高，处理效率高，实时性更强。

附图说明

图1是本发明的流程示意图；

图2是第一图片的效果图；

图3是第二图片的效果图；

图4是第三图片的效果图；

图5是第四图片的效果图；

图6是第五图片的效果图；

图7是第六图片的效果图；

图8是具体实施时的原始图；

图9是背景技术提供的处理方法的效果图；

图10是本发明所述的处理方法的效果图；

其中：实现实施中，图2、图3、图8为彩色图片。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明进行进一步的详细说明。

实施例1

如图1所示的一种图像素描风格化的处理方法，步骤如下：

1）接收待处理的图像，定义为第一图片，如图2所示；

2）对步骤1）的图像经最大值滤波算法，得到第二图片，如图3所示；

3）将第一图片转换为灰度图，得到第三图片，如图4所示；

4）将第二图片转换为灰度图，得到第四图片，如图5所示；

5）对第三图片与第四图片叠加后进行轮廓提取成为轮廓图，得到第五图片，如图6所示；

6）利用透明度将第三图片与第五图片进行混合处理，得到素描图像，即结果图，如图7所示。

步骤2）所述的最大值滤波算法具体为：开一个包含当前像素点的N*N窗口，取N*N窗口中所有像素点的红、绿、蓝通道的颜色值的最大值，并将红、绿、蓝通道的颜色值的最大值作为当前像素点的红、绿、蓝通道的颜色值，其中N≥1。

步骤3）、步骤4）中，根据下面的公式将图像转换为灰度图：

GRAY=0.299*RED+0.587*GREEN+0.114*BLUE

步骤5）中进行轮廓提取的公式为：

CONTOUR=GRAY3*255/GRAY4

步骤6）中，透明度的计算公式为：

ALPHA=max（m，GRAY3>THRESHOLD?1.0：（GRAY3/THRESHOLD））

其中，ALPHA为计算所得到的当前像素点的混合透明度，计算结果的范围为m到1.0之间（本实施例中，混合透明度计算结果的范围为0.5到1.0之间）；GRAY3为第三图片的当前像素点的灰度值；THRESHOLD为第三图片的灰度值的平均值。

步骤6）中，第三图片与第五图片混合处理的公式为：

RESULT=CONTOUR*ALPHA+（1.0-ALPHA）*GRAY3

步骤6）中涉及到的第三图片的灰度值的平均值的获取具体为：将第三图片的所有像素点的灰度值累加，再将累加的结果值除以像素点的总数得到平均值。

以图8为原图进行效果的对比，图9为背景技术提供的处理方法的效果图，图10为本发明所述的处理方法的效果图，可以明显地分辨出，采用本发明所述的方法，能够更清晰更逼真地把图像处理成为素描图。

实施例2

本实施例中，步骤3）、步骤4）中，根据下面的公式将图像转换为灰度图：

GRAY=(RED*306+GREEN*601+BLUE*117+512)/1024

其余部分与实施例1相同。

实施例3

本实施例中，步骤2）所述的最大值滤波算法公式为：

M=max(M,P)

其他部分与实施例1相同。

与已有发明的双边滤波公式对比，可以明显看出本实施例的计算复杂度大大降低，在程序实现上能够做到无卡顿现象，如果运用在移动设备，如手机或相机等硬件相对低端的设备，也能满足用户越来越高的感受要求。

实施例4

本实施例中，步骤2）所述的最大值滤波算法公式为：

M=max(M,P)

GRAY=(RED*306+GREEN*601+BLUE*117+512)/1024

其余部分与实施例1相同。

上述实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定。只要是依据本发明的技术实质，对上述实施例进行变化、变型等都将落在本发明的权利要求的范围内。

Claims

1.一种图像素描风格化的处理方法，其特征在于，步骤如下：

1）接收待处理的图像，定义为第一图片；

2）对步骤1）的图像经最大值滤波算法，得到第二图片；

3）将第一图片转换为灰度图，得到第三图片；

4）将第二图片转换为灰度图，得到第四图片；

2.根据权利要求1所述的图像素描风格化的处理方法，其特征在于，步骤2）所述的最大值滤波算法具体为：开一个包含当前像素点的N*N窗口，取N*N窗口中所有像素点的红、绿、蓝通道的颜色值的最大值，并将红、绿、蓝通道的颜色值的最大值作为当前像素点的红、绿、蓝通道的颜色值，其中N≥1。

3.根据权利要求1所述的图像素描风格化的处理方法，其特征在于，步骤2）所述的最大值滤波算法公式为：

M=max(M,P)

4.根据权利要求1所述的图像素描风格化的处理方法，其特征在于，步骤3）、步骤4）中，根据下面的公式将图像转换为灰度图：

GRAY=0.299*RED+0.587*GREEN+0.114*BLUE

5.根据权利要求1所述的图像素描风格化的处理方法，其特征在于，步骤3）、步骤4）中，根据下面的公式将图像转换为灰度图：

GRAY=(RED*306+GREEN*601+BLUE*117+512)/1024

6.根据权利要求1所述的图像素描风格化的处理方法，其特征在于，步骤5）中进行轮廓提取的公式为：

CONTOUR=GRAY3*255/GRAY4

7.根据权利要求1所述的图像素描风格化的处理方法，其特征在于，步骤6）中，透明度的计算公式为：

ALPHA=max（m，GRAY3>THRESHOLD?1.0：（GRAY3/THRESHOLD））

8.根据权利要求7所述的图像素描风格化的处理方法，其特征在于，步骤6）中，第三图片与第五图片混合处理的公式为：

RESULT=CONTOUR*ALPHA+（1.0-ALPHA）*GRAY3

9.根据权利要求7所述的图像素描风格化的处理方法，其特征在于，第三图片的灰度值的平均值的获取具体为：将第三图片的所有像素点的灰度值累加，再将累加的结果值除以像素点的总数得到平均值。

10.根据权利要求7所述的图像素描风格化的处理方法，其特征在于，混合透明度计算结果的范围为0.5到1.0之间。