【正文】 oller H.,Olsen S., Gooch B. Realtime video abstraction[C].In SIGGRAPH39。 圖 經(jīng)改良的圖像 29 第 七 章 總結(jié)與 展望 本文采用圖像處理中的雙邊濾波、 顏色 量化、邊緣檢測等方法 ，使用 Matlab20xxb在 window7 環(huán)境下執(zhí)行代碼可行，可以看出，經(jīng)過處理的圖像具備了漫畫的部分特點，可以算是實現(xiàn)了漫畫效果 。 可以看出， 水彩畫下的圖像額頭分層更明顯，顏色的過度較柔較弱， 頭發(fā)部分實現(xiàn)了水彩畫水散開的效果， 對象為人， 人臉 沒有展示出水流的輕重 。 在設(shè)置好算子后， 在 邊緣檢測 強度統(tǒng)一的 圖像后，對該圖像先開運算再閉運算 。 min_gradient=。circular39。而 DOG 算子計算簡單，只需要將兩個高斯平滑后的圖像 F 相減即能得到，執(zhí)行效率較高；其次， DOG 算子檢測出的特征點穩(wěn)定性較好，與 LoG 檢測效果相近。有很多方法用于邊緣檢測，絕大部分可以劃分成 兩類：基于查找 的 一類和基于零穿越的一類。file39。在量化過程中，我們必須慎重選擇量化時的 顏色 空間，不同 顏色 空間帶來的量化結(jié)果可以截然不同。一般，常見的顏色模型有 rgb（紅、綠、藍）模型、 HSV（色調(diào)、飽和度、亮度）模型， Lab（亮度、顏色對立維度）模型等等。 sigma = [x y]。空間域 的 高斯函數(shù)其數(shù)學(xué)形式為： (3) 其中（ xi,yi）為當(dāng)前點 的 位置，（ xc,yc）為中心點的位置， sigma 是 空間域標(biāo)準(zhǔn)差。 中值濾波法是一種非線性平滑技術(shù)，它將每一像素點的灰度值設(shè)置為該點某鄰域窗口內(nèi)的所有像素點灰度值的中值。 4. 機制獨立的畫圖 與其他語言不同， MATLAB 有許多的畫圖和圖象處理命令。主要包括： 1. 易用性 MATLAB 是種解釋型語言，就像各種版本的 BASIC。 在這次實驗中，我們暫且更關(guān)注視覺美學(xué)形態(tài)方面，在了解漫畫的基礎(chǔ)之上，將普通圖像修改增加特征，賦予它漫畫獨具的美學(xué)形態(tài)。 在非真實感繪制發(fā)展完善的條件下， 漫畫也有很大的市場需求。 隨著時代的發(fā)展，這方面技術(shù)越加進步完善， Curtis 在Small 工作的基礎(chǔ)上提出了一個經(jīng)典的水彩畫建模系統(tǒng) [12]， 可以取得接近于真正水彩畫 6 的效果 ， 但它通常以較大的計算量為代價。 圖 非真實感繪制的發(fā)展歷史 上圖顯示出，在發(fā)展初期非真實感繪制技術(shù)大多在 2D 平面上依靠用戶交互式地實現(xiàn) ， 并主要集中在簡單的劃線技術(shù)上，上世紀(jì) 90 年代初 ， 產(chǎn)生了一系列交互式的繪畫系統(tǒng) ,如 Haeberli 開發(fā)了一個交互式 2D 繪制系統(tǒng) [5]， 該系統(tǒng)由用戶輸入一幅原始圖像 ， 5 再通過用戶交互式的操作來改變繪筆的軌跡、顏色和形狀以達到一定效果 。 漫畫 一詞是由英文中的 Cartoon音譯而來 。 Ⅰ 摘要 非真實感繪制是計算機圖像學(xué)的一類， 在動畫、藝術(shù)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，而漫畫 作為一種 具有 特殊 代表性的藝術(shù)表現(xiàn)形式受越來越多人歡迎。 也 就是卡通 ,各國各地都有各自 特殊 的風(fēng)格 ,隨著時代的發(fā)展 ,漫畫 的風(fēng)格也不斷 發(fā)生著改變 。在之后開發(fā)的一系列對在定時曲線下的濃密間隔控制點進行數(shù)值濾波的有效工具，使得某些非真實感繪制技術(shù)從 2D過渡到 2D/， 它在后期處理時通過利用某些附加信息來進行圖像處理。而另一種 算法利用 圖像的分割、濾波與合成等技術(shù) ，可以簡單繪制出自然紋理不強的水彩畫。 或許近幾年人們認為 漫畫 卡通 的發(fā)展緩慢停滯，但近期《冰雪奇緣》的完美成功打破這一 說辭 ，說明這方面的發(fā)展還有很大空間，而此次的 研究動機也是基于此。 漫畫效果流程圖 對圖像分析 我們必須知道我們想得到的是什么樣的圖像，它的特征應(yīng)該是什么。和 BASIC 一樣，它簡單易用程序可用作便箋簿求打在命令行處表達式的值 執(zhí)行預(yù)先寫好的大型程序。 MATLAB 運 當(dāng) 行時，這 些繪圖和圖片將會出現(xiàn)在這臺電腦的圖象輸出設(shè)備中。在圖像處理中，中值濾波常用來保護邊緣信息 ,是經(jīng)典的平滑噪聲的方法，該方法法對消除椒鹽噪音非常有效，在光學(xué)測量條紋圖象的相位分析處理方法中有特殊作用，但在條紋中心分析 方法中作用不大 [14]。 灰度距離： 是當(dāng)前 目標(biāo)點灰度與中心點灰度想 差的絕對值。 %進行多次雙邊濾波，雙邊濾波函數(shù)見 [4] I1=bfilter2(I,w,sigma)。 RGB 顏色空間是圖像處理中比較常見的顏色空間，當(dāng)前許多現(xiàn)有的電子輸入設(shè)備普遍采用都是 RGB 顏色空間，如電腦顯示器、電視機、數(shù)碼相機、數(shù)碼攝像機等都是采用的 RGB 顏色空間。 了解概念后，使用 Lab 空間 顏色 的亮度偽量化公式 : (5) 式中 qnearst 是對圖像的量化，而△ q 表 示圖像每個量化區(qū)間的寬度。) Q=applycform(qB,makecform(39?；诓檎业姆椒?是通過尋找圖像一階導(dǎo)數(shù)中的最大和最小值來 檢測邊界，通常 將邊界定位在梯度最大的方向。 作為一個增強算法， DOG 可以被用來增加邊緣和其他細節(jié)的可見性，大部分的邊緣銳化算子使用增強高頻信號的方法，但是因為隨機噪聲也是高頻信號，很多銳化算子也增 強了噪聲。)。 Edge1=im2double(Edge)。結(jié)果圖因為是黑白灰度圖 不夠清晰，所以展示最終結(jié)果圖的對比： 圖 去除雜散點 圖像合成 要將邊緣圖像加到經(jīng)過 顏色 量化處理的圖像上，必須將后者分離為不包含 顏色 圖層，基于上文所述的 Lab 顏色 空間，在這同樣將圖像分割為 L、 a、 b3 個圖層，單獨拿出 L 圖層與邊緣圖像 進行處理。而相反，本文實現(xiàn)的圖像太強，對比度十分強 ，即使是高光部分，留白十分不自然，線條勾勒十分清楚，與水彩的柔和相區(qū)分。 雙邊濾波方法是近年來一種 較 新的信號處理技術(shù)，它在圖像 的 去噪，圖像重建，邊緣檢測，圖像復(fù)原等 等領(lǐng)域有著了廣泛的應(yīng)用。06. 20xx. 12211226. [9] 維基百科 轉(zhuǎn)描機技術(shù)[DB/80%E6%9C%AF 20xx 年 3 月 [10] Marco R. della Cava Through a 39。gne, France, June 1996. [7] 陳洪，梁林，鄭南寧 et caricature generation with exaggeration[C] ∥ Proceedings of 10th Pacific Conference on Computer Graphics and Applications. Washington,:IEEE Computer Society,20xx:386393 [8] Winnem168。改良后的圖像以更多的操作消耗為代價，與真實繪制的圖像相比更加接近，也更具有漫畫效果。 25 第 六 章 實驗結(jié)果及 對比 論文第 二 章分別講述 使用圖像濾波、顏色量化、 邊緣提取 強化及合成 的方法，這 幾個步驟 集合完成漫畫效果的繪制，下面是部分實驗結(jié)果： 圖 圖 圖 26 水彩畫比較 在盡量保持參數(shù)一樣的情況下使用 [5]中提供的代碼對同一幅圖像進行處理， 圖 水彩畫就其本身 而言，具有兩個基本特征：一是畫面大多具有通透的視覺感覺；二是繪畫過程中水的流動性。 在直接使用圖 7 處理后合成最終圖， 可以說是得到的預(yù)期想要的結(jié)果，但是仍有一點不足，可以看到眼 眶 、額頭處還殘留一些散亂的點，選擇處理這些點的方法是使用開運算之后 閉運算， 達到消除這些雜散點的目的。 %邊緣強度統(tǒng)一 %max_gradient=。,39。 目的是使用 二階求導(dǎo)的 LOG 算子求取邊緣可以得到比較清晰的圖像，但是計算量較大。 圖像邊緣檢測大量減少了數(shù)據(jù)量，同時 剔除了可以認為 是不相關(guān)的信息，保留了圖像重要結(jié)構(gòu)屬性。,39。 顏色 量化的好壞對于圖像壓縮，圖像分割或者目標(biāo)識別過程起著 重要的作用，它是數(shù)字圖像處理中一項基礎(chǔ)而又非常重要的技術(shù)。色調(diào)和混合光譜中的主要光波長相聯(lián)系，飽和度則和一定色調(diào)的純度有光，隨著白光的加入飽和度會逐漸減少。 %設(shè)定 w和 sigma，為雙邊濾波做準(zhǔn)備 w = z。 空間距離： 是當(dāng)前 目標(biāo) 點與中心點的歐式距離。但是無法去掉噪聲，這能微弱的減弱它 [14]。例如，用戶可以購買標(biāo)準(zhǔn)的工具箱以解決在信號處理，控制系統(tǒng)，通信，圖象處理，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和其他許多領(lǐng)域的問題。 優(yōu)點 MATLAB 語言 相對于傳統(tǒng)的科技編程語言有諸多的優(yōu)點。 一類注重于構(gòu)思， 把 繪畫手段當(dāng)作表達思想的載體 ，另一類 注重漫畫的視覺藝術(shù)效果，通過細膩的刻畫來烘托漫畫的主題思想 。在游戲、電影中可以創(chuàng)造出許多藝術(shù)化的效果等 ，例 如卡通風(fēng)格的實時 游戲等。 圖 轉(zhuǎn)描機技術(shù) 具備卡通漫畫部分特殊的 水彩 畫 作為具有中國特色的繪畫風(fēng)格，在我國已經(jīng)發(fā)展成長相當(dāng)長的時間，在計算機方面的實現(xiàn)也已經(jīng)完成， 最早提出水彩畫模擬方法的是 1991年 Small 的細胞自動機 (Cellular Automata)理論 [11]， 用來模擬顏料與水的交互作用 ， 獲得了較為逼真的水彩畫模擬效果。 圖示給出 了一個非真實感繪制技術(shù)的發(fā)展歷史圖 [3,4]。所以它的價值將會越來越高。 漫畫的建圖、描線、上色等操作都需要人來進行操作， 消耗人力和物力 。 一般通過歸納 ,夸張 ,變形的手法來塑造各種形象 。 作為非真實感繪制中的一支， 卡通漫畫 的研究時間較短 ， 較先由 Decaudin 提出了計算機自動完成卡通效果的 3D 場景的渲染算法，結(jié)合深度映像中的邊緣檢測得到的輪廓線，卡通著色通過 OpenGL 的 Phong 模型計算光照強度以及借助陰影圖 (Shadow Map)技術(shù)取到的陰影處理渲染對象的色調(diào)部分以獲得最終的效果 [6]。 要實現(xiàn)漫畫效果便要發(fā)現(xiàn)兩者間的不同，漫畫效果 對象一般為人，人的細節(jié)特征與風(fēng) 景并非相差無幾，正確發(fā)現(xiàn)不同并找出對應(yīng)解決辦法才能成功實現(xiàn)具備漫畫效果的圖像 ?，F(xiàn)在市面上有 Microsoft Cartoon Maker 和 toonpaint 等軟件實現(xiàn)照片的卡通 漫畫化，說明可行性的情況下，學(xué)術(shù)性的實現(xiàn)圖像漫畫效果 這一方法，對相關(guān)知識進行學(xué)習(xí)填補。漫畫 圖像的特點可以歸類為四個： 1，變形夸張，這是卡通 漫畫 藝術(shù)的最大特點，通過這一點與現(xiàn)實圖像區(qū)分； 2，高度的概括，細節(jié)的減少強調(diào)出特殊部分，更加具有視覺吸引力； 3， 顏色 的泛用，圖像顏色較為鮮明，同一大區(qū) 域中，基本以一個顏色為主，沒有細小的色塊； 4，邊緣的強化，現(xiàn)實圖像很多會因為光的原因邊緣不清晰，而么漫畫因為是繪制而來，所以邊緣的保存能達到最好的效果。在 MATLAB 集成開發(fā)環(huán)境下，程序可以方便的編寫，修改和調(diào)試。此功能使得 MATLAB 成為一個形象化技術(shù)數(shù)據(jù)的卓越工具。 雙邊濾波器（英語： Bilateral Filter）是使圖像平滑化的非線性濾波器，與傳統(tǒng)的圖像平滑化算法不同 ，雙邊濾波器除了使用像素之間幾何上的靠近程度之外，還多考慮了像素之間的光度 、 色彩 的 差異， 使雙邊濾波器能夠有效的將圖像上的噪聲去除，同時保存圖像上的邊緣訊息 。值域高斯函數(shù)其數(shù)學(xué)形式為： (4) 其中 gray(xi,yi)為當(dāng)前點灰度值， gray(xc,yc)為中心點灰度值， sigma 為值域標(biāo)準(zhǔn)差。 I2=bfilter2(I1,w,sigma)。 RGB 顏色空間由是由紅（ Red）、綠（ Green）、 藍（ Blue）三基色構(gòu)成的顏色空間，可以用一個由紅、綠、藍三個坐標(biāo)軸構(gòu)成的單位立方體來描述。由于雙曲正切函數(shù) tanh 具有雙端抑制，中間過渡比較平滑的特征。lab2srgb39。基于零穿越的方法 為 通過尋找圖像二階導(dǎo)數(shù)零穿越來尋找邊界，通常是 Laplacian 過零點或者非線性差分表示的過零點。 DOG 算法去除的高頻信號中通常包含了隨機噪聲，所以這種方法是最適合處理那些有高頻噪聲的圖像。 利用的是 DOG 算子對圖像進行卷積得到，如原理中所述，該實驗中我們一再強調(diào)保留邊緣，此時的 DOG 算子也是如此，而且 處理的對象是剛雙邊過濾完的圖像而不是量化完的圖像 ， 因為量化后產(chǎn)生的色差會 多生產(chǎn)多余的邊緣線條，這并不是我們 想要的。 %強統(tǒng)一 Edge1(Edgemax_gradient)=max_gradient。 照原理所述， L 空間 0 為黑色，若想得到邊緣（黑色）加強的圖像，則要用原圖像的 L 空間矩陣減去邊緣檢測圖像（邊緣檢測圖像中邊緣為白色，即為大值），結(jié)果邊緣被減后趨近于 0 值使得邊緣突出。 兩者都實現(xiàn)了非真實感繪制的效果，選擇時應(yīng)根據(jù)需求所選。雙邊濾波器既可以平滑圖像，又保持了圖像邊緣，因而能夠獲得圖像修改 良好的效果。Scanner39。 de Technologie de Compi232。 經(jīng)過調(diào)整，縮小 dog 算子的 sigma 差值以縮小邊緣，通過 matlab 自帶函數(shù) rgb2hsv 將圖像轉(zhuǎn)換