基于图像的彩色铅笔画快速生成算法-研究

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1、摘要自20世纪90年代开始，非真实感绘制技术逐渐成为计算机图形学的研究热点之一。非真实感图形学不像真实感图形学那样追求像照片一样的真实感，而是希望借助于计算机模拟突出图像要表达的信息，而忽略图像当中一些不重要的细节信息，或者模拟艺术家绘画，生成具有艺术效果的图像。研究者们通过计算机已经实现了很多艺术形式的图像绘制，如水彩画、油画、水墨画、钢笔画、铅笔画等等，其中铅笔画已经成为了非真实感绘制领域的一个重要研究方向，吸引了众多学者致力于铅笔画的绘制研究，但是，对铅笔画的研究技术还不是很成熟，还存在很多方面的问题，如铅笔画绘制的效果问题，铅笔画绘制的效率问题，更

2、多的研究者都致力于灰度铅笔画的研究，而彩色铅笔画的研究还很少等等，这也是本论文的出发点。非真实感绘制技术的研究大体可以分为两类，一类是基于图像的二维绘制，另一类是基于物体空间的三维绘制。本文所研究的内容是基于图像的二维图像绘制。本文的主要工作主要包括：研究了非真实感绘制技术的发展现状，特别对非真实感绘制中的铅笔画绘制的发展现状进行了详细的研究；研究了铅笔画绘制算法中用到的几种图像处理方法和原理，包括图像的表示，图像边缘检测等；研究了线积分卷积技术，包括其原理，优缺点以及改进的线积分卷积算法。改进已有的铅笔画生成算法，提出了一种基于图像亮度分层和快速线积分卷

3、积算法相结合的彩色铅笔画绘制算法。本文的创新点在于：1．本文采用了一种快速的Kirsch边缘检测方法来提取图像的轮廓信息，该方法提取的轮廓图像不需要做颜色缩放处理，色调很符合铅笔画的色调，并且其提取的轮廓信息连续、平滑。2．本文使用线积分卷积技术实现铅笔画的过程中，提出了一种根据图像亮度信息分层来实现彩色铅笔画的方法，对不同的图像区域采用一种快速的线积分卷积算法来生成铅笔画纹理图像。关键词：非真实感绘制；铅笔画；线积分卷积技术；轮廓提取ABSTRACT‘Sincethemiddleof1990s，non-photorealisticrenderingofc

4、omputergraphicsisoneofthemostactiveresearch’Stopic，itisnotlikerealisticgraphicsthatpursuejustlikeapicture’sreality,buthopethatitcallhighlighttheimagetoexpressinformationthroughignoresomeoftheunimportantdetails，ortogeneratetheimage诵thartisticeffect．Researchershaveusedthecomputertoa

5、chieveanumberofartformsrendering，suchasink,watercolors，pencildrawing，oil，etc．Non-photorealisticrenderingofpencildrawhasbecomeallimportantresearchfield．hasattractedmoreandmoreresearcherstotakeup、析nlthegenerationofpencilwork,whichisthemainmotivationandresearchcruces．Accordingtothedi

6、fferenceofrenderingcommencement,non-photorealisticrenderingtechniquesCanbedividedintotwo—dimensionalrenderingimagebasingimagespaceandthree—dimensionalrenderingimagebasingobjectspace．Inthispaper,theresearchistodrawtwo—dimensionalimagebasedonimage．Themainworkofthispaperinclude：statu

7、sofnon-photorealisticrenderingtechnology’Sdevelopment,inparticular,adetailedstudyofthedevelopmentstatusofnon-photorealisticrenderingofpencildrawing．Severalimageprocessingmethodsusedinpencilrenderingalgorithm，includingtherepresentationoftheimage，edgedetection,etc．Researchonlineinte

8、gralconvolutiontechnique，includin