基于彩色图像多目标分割的中国水墨画仿真与实现

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1、硕士学位论文基于彩色图像多目标分割的中国水墨画仿真与实现作者姓名指导教师姓名、职称李广鑫副教授申请学位类别工学硕士学校代码１０７０１学号１５０３１２１４９５分类号ＴＰ３９密级公开西安电子科技大学硕士学位论文基于彩色图像多目标分割的中国水墨画仿真与实现作者姓名：张天一级学科：计算机科学与技术二级学科：计算机系统结构学位类别：工学硕丄指导教师姓名、职称：李广鑫副教授学院：计算机学院提交日期：２０１８年６月Simulationa

2、ndImplementationforChineseinkandwashpaintingwhichbasedonmulti-targetsegmentationofcolorfulimagesAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinComputerSystemArchitectureByZhangTianSupervisor:LiGuangxinTitle：Assoc

3、iateProfessorJune2018西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研宄工作及取得的研宄成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一，与我同工作的同事对本研宄所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文若有不实之处一，本人承担切法律责

4、任。本人签名：ｈ円期：知丨譆锔為岛西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研宄生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保＃论文。同时本人保证，结合学位论文研究成果完成的论文、发明专利等成果，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在年解密后适用本授权书。＿＆Ｌ’：导师签

5、名：本人签名：ｕｎ期：侧喊日期：摘要摘要中国水墨画是一门我国传承下来历史悠久的艺术，对水墨画的仿真技术也成为计算机图形学和数字图像处理艺术领域非常具有挑战性的课题之一。利用非真实感技术绘制有中国特色的水墨画风格的图像，将计算机科技与我国传统的艺术文化相结合，不但可以延伸图像处理的领域，更能弘扬和传承我国传统民族文化，这具有很高的现实意义和应用前景。本文对水墨画的艺术风格、毛笔笔迹模型、以及宣纸水墨扩散模型进行了较为深入的研究，提出了一种基于图像多目标分割的水墨画风格仿真方法，该方法依赖很少的

6、用户先验知识，根据自己设计的算法将一幅二维输入的多通道彩图仿真成为具有水墨画风格的灰度图。通过对水墨画的研究和观察，以及走访了一些水墨画画家，笔者发现水墨画在轮廓绘画的时候通常用细笔毛峰沾少许纯净水来勾勒出不连续的物体轮廓，然后再用对内部竟然写意得浓淡相宜得着色。基于这一点，论文将整个水墨画风格的仿真过程分为四个步骤，首先根据先验知识将相关得物体相联，将不同的物体去相关，其次对标注好先验知识的图像利用强相关邻域搜索算法和数字图像形态学算法进行多目标分割，提取出目标边缘，然后对毛笔的笔尖与宣纸的交接触建立模糊卷积

7、核模拟毛笔划过的痕迹，最后建立宣纸扩散的卷积核模拟水墨扩散效果。在提取不同目标边缘时，使用了8-邻域区域搜索生长法，同时考虑到先验知识的不稳定性，对于不同目标之间可能出现的空洞区域进行了不同程度的闭操作，在提取边缘时使用了拉普拉斯锐化提取细粒度的边缘。在笔锋和宣纸交界处的建模方面，本文没有模拟毛笔的动态特性，也没有计算毛笔笔锋毛刺的畸变，而是对交界处的区域形状建立模糊卷积核，对图像中目标的边缘进行笔触填充。对内部进行颜色填充时，由于水墨画的写意特性，本文没有采用像素均衡化来分墨色，水墨画讲求的是色彩协调过度，所

8、以使用了形态学算法来进行着色，最后创建宣纸扩散模型将内部着色扩散至边缘内的所有区域。本文所提出的算法只需要少量的用户先验知识，就能够实现多通道彩图的水墨画风格转换，并且执行效率高，在处理复杂图像时，相比较之前基于图像的前背景分离算法、分水岭算法和内部均值漂移算法，效率均有显著提高。关键词：非真实感技术，多目标分割，水墨画，形态学，扩散渲染IABSTRACTABSTRACTChinese