【正文】 仲愷農(nóng)業(yè) 工程 學(xué)院 畢 業(yè) 論 文 圖像素描生成算法研究 姓 名 XXX 院（系） 信息學(xué)院 專業(yè)班級 XXXXX 學(xué) 號 202020324114 指導(dǎo)教師 XX 老師 職 稱 副教授 論文答辯日期 2020 年 05 月 13 日 仲愷農(nóng)業(yè) 工程 學(xué)院教務(wù)處制學(xué)生承諾書 本人鄭重承諾此論文是在老師的指導(dǎo)下獨立完成的，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人發(fā)表或撰寫過的研究成果。相關(guān)文獻(xiàn)的引用已在論文中作了明確的說明。 論 文與資料若有不實之處，本人愿意承擔(dān)責(zé)任 。 特此聲明！ 簽名： ________________ 摘 要 圖像素描生成算法是計算機科學(xué)與藝術(shù)的有效融合，是以計算機為工具搭建各種數(shù)學(xué)模型并設(shè)計各種算法來 模擬 藝術(shù)式的繪制風(fēng)格，它強調(diào)人們的主觀感受，而不追求真實感，旨在給人以美的享受。 本文研究了基于空間域和頻域的幾種圖像素描生成算法 ，在此基礎(chǔ)上提出改進(jìn)算法，并在 MATLAB 平臺上 分析比較 各種算 法的處理效果。圖像素描生成算法的研究，可 為在 圖像處理 軟件中實現(xiàn)圖像素描效果 提供參考。 關(guān)鍵詞 ： MATLAB 素描生成算法 空間域 頻域 邊緣檢測 目 錄 1 前言 ........................................................................................................................................ 1 課題研究目的及意義 ......................................................................................................... 1 國內(nèi)外研究的概況 ............................................................................................................. 2 論文組織及整體安排 ......................................................................................................... 3 2 圖像素描的簡介 .................................................................................................................... 3 非真實感繪制概念 ............................................................................................................. 3 什么是素描 ......................................................................................................................... 4 圖像素描的應(yīng)用 ................................................................................................................. 4 3 Matlab 基本 知識介紹 ............................................................................................................ 5 Matlab 的概述 ..................................................................................................................... 5 Matlab 的發(fā)展歷程 ............................................................................................................. 5 Matlab 語言的特點 ............................................................................................................. 5 Matlab 在圖像處理中的應(yīng)用 ............................................................................................. 6 4 圖像素描生成算法的研究與實現(xiàn) ........................................................................................ 7 一些現(xiàn)有的算法概述 ......................................................................................................... 7 傳統(tǒng)的圖像素描生成算法 .............................................................................................. 7 一種改進(jìn)的圖像素描生成算法 ...................................................................................... 7 基于傅里葉變換的圖像素描生成算法 .......................................................................... 8 算法研究與實現(xiàn) ................................................................................................................. 8 基于空間域的素描算法研究與現(xiàn)實 .............................................................................. 8 基于頻域的素描算法的研究與實現(xiàn) ............................................................................ 11 5 素描算法比較分析 .............................................................................................................. 18 兩大類算法對比分析 ....................................................................................................... 18 算法實驗效果對比圖 ....................................................................................................... 18 6 總結(jié)與展望 .......................................................................................................................... 20 總結(jié) ................................................................................................................................... 20 展望 ................................................................................................................................... 20 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................... 22 英文摘要 .................................................................................................................................... 23 附錄 ............................................................................................................................................ 24 致謝 ............................................................................................................................................ 36 仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院畢業(yè)論文成績評定表 .................................................. 錯誤 !未定義書簽。 1 1 前言 近年來，三維技術(shù)的 廣泛 使用，讓我們領(lǐng)略到了前所未有的視覺效果。計算機圖形學(xué)也正在我們追求這種視覺 真實感 中慢慢發(fā)展，并取得了巨大的成功。然而，人們在這研究過程中卻希望通過有趣的方式去探索這種真實場景，開始借助于計算機的輔助來模擬畫家生成諸如油畫、炭筆畫、水墨畫等等不同藝術(shù)風(fēng)格的圖片，就是說利用計算機生成不具有照片真實感，具有手繪風(fēng)格的圖形技術(shù)，這稱之為非真實感繪制技術(shù)(Nonphotorealistic Rendering， NPR)。其目標(biāo)在于表現(xiàn)圖像的藝術(shù)特質(zhì)、模擬藝術(shù)作品，而不在乎圖像的真實性。其中，圖像素描正是非真實感繪制的一個很重要的部分。 常用的圖像素描生成算法生成的圖像常常會導(dǎo)致畫面不夠細(xì)膩，輪廓損失較大的現(xiàn)象，本文先分析了常用的圖像生成算法技術(shù)，然后對該算法進(jìn)行了相關(guān)的改進(jìn)。 該課題將最新的計算機視覺技術(shù)與人們喜愛的藝術(shù)形式圖像素描結(jié)合在有機地組織一起，是運用計算機視覺技術(shù)對圖像素描藝術(shù)模擬的一次積極而有意義的探索。該課題的研究是學(xué)習(xí)和愛好素描藝術(shù)的人們的福音，將會吸 引更多人走向?qū)W習(xí)、研究、欣賞這門藝術(shù)的殿堂，同時會吸引更多人投身于對圖像素描生成算法的研究之中，讓圖像素描生成算法走向成熟，性能更好。 課題研究目的及意義 隨著圖像采集設(shè)備的不斷普及，普通數(shù)碼照片已不再能滿足人們的需要，將照片處理成素描、 卡通 、 油畫 等藝術(shù)風(fēng)格逐漸成為一種娛樂方式。 素描是一種以 鉛筆 、粉筆等為媒介，用線條來表現(xiàn)物體或景象的藝術(shù)，可分為線條結(jié)構(gòu)畫和精細(xì)寫實 素描 兩種。它是一種正式的藝術(shù)創(chuàng)作，可以用單色線條（也可以用兩種或兩種 以上 的顏色）或涂抹成面等方式來表現(xiàn)直觀世界中的事物的造型、色調(diào)和 灰度對比效果，甚至可以表達(dá)思想、概念、態(tài)度、感情、幻想、象征甚至抽象形式。作為一切造型藝術(shù)的基礎(chǔ)，素描能準(zhǔn)確的表達(dá)出物體的明暗，形狀，體積，質(zhì)感，量感等固有屬性。它不像繪畫那樣重視總體和彩色，而是著重結(jié)構(gòu)和形式。素描的表現(xiàn)內(nèi)容通常為靜物，動物，風(fēng)景以及人物等。而其中的人物素描往往具有更大的藝術(shù)魅力。 手工創(chuàng)作素描畫是一項復(fù)雜的藝術(shù)勞動，因此，基于真實圖像高效地模擬出具有素描藝術(shù)特征的 圖像 ，也就是圖像素描風(fēng)格化，具有重要的應(yīng)用價值。 目前的圖像素描生成算法或者未遵循素描風(fēng)格創(chuàng)作的藝術(shù)特點，或者需要大量人機交互 ，同時 運算量 較大，無法做到實時或者準(zhǔn)實時。該研究課題通過實現(xiàn)幾種 2 圖像素描生成算法，在 MATLAB 平臺上對比分析，并做相關(guān)改進(jìn)，得出一種或幾種圖像素描生成方法：這些方法能有效地保留了輸入圖像的細(xì)節(jié)特征，并且能夠?qū)崟r生成具有良好素描藝術(shù)效果的風(fēng)格化圖像。 國內(nèi)外研究的概況 圖像素描生成算法的研究最早可上溯到在 20 世紀(jì) 80 年代末，一直是計算