[发明专利]基于艺术视觉的图像卡通风格化渲染方法

说明书

技术领域

本发明是涉及一种风格化渲染方法，具体涉及一种基于艺术视觉的图像卡通风格化渲染方法。

背景技术

随着数字娱乐越来越得到大众的青睐，具备艺术气息的卡通图像素材使用率越来越高。然而为了得到这类素材，通常需要艺术家手工进行绘制，这对这类素材的获取是非常不便的。基于图像的卡通风格渲染技术一定程度上缓解了这个问题，它允许用户提供一幅真实图像，并输出相应的具备卡通风格的艺术结果。

传统的卡通风格渲染技术常致力于采用各种方式对图像内容进行抽象，然而并未遵循艺术创作的流程，因此生成的卡通风格化结果在色彩，光影抽象化效果及不同层次的线条强化方面仍存在不小的改善空间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于艺术视觉的图像卡通风格化渲染方法，本发明通过用户输入的真实图像，系统将自动提供具备卡通风格及真实图像内容的输出结果。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

1)通过结合视觉显著性模型的图割技术获得光影的初始分布，进而采用经典的聚类算法对源图像中的阴影层进行抽象；

2)通过色彩的自增强技术，对不同饱和度的色彩进行各向异性的强化，以表现卡通作品中鲜艳明快的色彩风格；

3)通过Gabor特征分析，提取不同细节程度的阴影线或装饰线，并通过对源图像进行不同程度的强化模拟卡通作品中对重要线条的表现。

其具体步骤如下：

1)对输入源图像通过计算初始阴影分布并对一个提取的二值图进行简化，得到具有艺术抽象感的阴影层：

(a)通过优化一个建立的消费函数，生成一幅二值图描述源图像的初始阴影分布，该函数通过下式计算：

C(p)＝D(p)+α_s·S(p)

其中α_s∈[0，1]是一个平衡因子，数据项D(p)及平滑项S(p)分别通过以下两式计算：

D(p)＝(α_g·(I(p)-φ·M_g(I))+(1-α_g)·(I(p)-M_l(N))·sign_D(L_p))

S(p，q)＝sign_E(L_p，L_q)·(|I(p)-I(q)|)

在上两式中，α_g是一个比例因子，决定了图像I的全局平均强度M_g(I)对结果的影响程度，M_l(N)表示像素点p的邻域N中的局部平均强度，φ是一个由用户给出的调节因子，sign_D(·)是一个符号函数，L_p是像素点p是否属于阴影层的标签，I(p)表征了一个像素点p的强度值；

(b)在步骤(a)的基础上，采用均值漂移技术将初始阴影分布层划分为不同的区域，并存储每个区域的边界像素点序列，记作l(R)；

(c)在步骤(b)的基础上，进一步通过一个简化策略对得到的二值阴影分布层进行简化，以得到抽象化的阴影表示，具体如下式所示；