[发明专利]一种彩色素描模拟方法

摘要

本发明提供的彩色素描模拟方法在线积分卷积生成黑白素描的基础上，通过研究彩色素描的绘制特点，结合双色调映射技术实现了基于色彩定制的彩色素描绘制。该策略首先对图像进行区域分割，而后按照上下叠加的方式，用一个主色调和一个副色调进行色彩融合来表现每个分割的区域。每个特定的区域可以自动地、也可以由用户交互地指定颜色集。此外，本发明所提供的方法通过增设纸肌理，使得能够将真实的素描纸肌理添加到计算机生成的图像当中，使得最终的效果更接近真实的绘画。本发明在对图像进行分割方面采用的是基于k‑means聚类的分割方法，在保证分割效率的同时还使得分割结果更好地适应彩色素描的绘制。

主权项

1.一种彩色素描模拟方法，其特征在于：包括以下步骤：S1.使用K‑means聚类分割方法对图像进行分割，将图像分割成若干个区域；S2.以图像所分割区域原来的颜色为依据，为每个区域指定主色调和副色调；各个分割区域所确定的主色调和副色调联结在一起形成图像的主色调层和副色调层；S3.依据随机赋值算法对主色调层和副色调层进行赋值处理，分别生成主色调层和副色调层的噪声图像；S4.对每个区域围绕其中心建立边长为m的窗口，将该窗口转换到频域；然后将频域分成几个不同的角度区间，并计算每个角度区间的能量值和总体均值；将计算获得的最大能量值与总体均值进行比较，若两者之间的比例大于所设定的阈值，则判定该区域的纹理走向与最大能量值所对应的角度垂直；S5.对主色调层和副色调层噪声图像中的每个像素点，以其为中心沿其所属区域的纹理走向的正、反两个方向查找与其相邻的n个像素点以形成流线，利用卷积核对流线上各个像素点的噪声值进行卷积计算，并将计算得到的结果赋值给主色调层或副色调层噪声图像中的原像素点；S6.使用霓虹变换的方法对图像进行处理，得到素描轮廓；S7.将步骤S5得到的主色调层和副色调层噪声图像按照上下次序使用双色调映射的方法进行融合，得到彩色素描的纹理图，在纹理图的基础上叠加素描轮廓，即可得到彩色素描的效果；所述步骤S2中，为每个区域指定主色调和副色调的具体过程如下：设区域的主色调为c，即基本色库中的颜色c_i与c的颜色差异d_i按照公式定义如下：其中，r、g、b分别代表主色调c在RGB色彩空间下的三原色分量，r_i、g_i、b_i分别代表颜色c_i在RGB色彩空间下的三原色分量，i、j、k则为依照人眼的生理特性设置的三个权值；通过以上方式依次算出基本色库中的颜色与区域的主色调c的颜色差异，然后选取d_i最小时的颜色c_i作为该区域的主色调，确定主色调后，再通过以上方法从基本色库剩余的颜色中选取另一种颜色作为区域的副色调。