[发明专利]一种基于混沌理论的自适应艺术图案生成方法

权利要求书

1.一种基于混沌理论的自适应艺术图案生成方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)自适应选择非线性函数生成无参考随机的单体图案；

(2)基于混沌理论，将若干个单体图案通过函数叠加法合成单层图案；

步骤(2)具体为：

S21、用Sobel算子计算每个单体图案的边缘像素点个数，评估该图案的纹理复杂度，边缘像素点越多则纹理复杂度越高；

S22、将纹理复杂度最高的单体图案置于底层，生成第一幅二维图案z₁；

S23、随机选择一个未进行叠加的单体图案y_j，用函数叠加法叠加到二维图案z_j-1上，形成新的二维图案z_j；

S24、重复步骤S23，直至所有单体图案叠加完，最终得到的二维图案即为单层图案；

函数叠加法所使用的叠加公式如下：

式中，y_j为第j个单体图案的函数，b_j为y_j的权重值，j为取值范围是1到X的正整数，X为单体图案的个数，z为若干个单体图案通过函数叠加法合成得到的平面单层图案；

(3)将若干幅单层图案通过仿三维叠加，生成最终图案。

2.根据权利要求1所述的一种基于混沌理论的自适应艺术图案生成方法，其特征在于，步骤(1)具体为：从非线性函数数据库中随机选择M个非线性函数，再从这M个非线性函数中随机选择一个绘制图案，然后每次从剩下的非线性函数中随机选择一个非线性函数在上一次叠加后的图案上进行叠加，直至所有函数叠加完，叠加公式如下：

y＝∏(f(x)_i×a_i)

式中，f(x)_i为第i个非线性函数，a_i为f(x)_i的权重，i为取值范围是1到M的正整数，M为非线性函数个数，y为通过非线性函数生成的无参考随机的单体图案。

3.根据权利要求1所述的一种基于混沌理论的自适应艺术图案生成方法，其特征在于，步骤(3)具体为：

S31、计算每幅单层图案的全局对称度；

S32、将全局对称度最高的单层图案放置到最底层，生成第一幅仿三维图案P₁；

S33、从未进行叠加的单层图案中选择全局对称度最高的单层图案z_k，叠加到仿三维图案P_k-1上，生成新的仿三维图案P_k；如果所有单层图案都已经叠加，则本过程结束，最终得到的仿三维图案即为最终图案；

S34、计算仿三维图案P_k的收敛度，如果收敛度超过阈值，则进入步骤S35；如果收敛度未超过阈值，则进入步骤S33；

S35、将SIFT算法中的缩放系数减小5％，以调整最后叠加的单层图案z_k的叠加参数E(x)_k，并将最后叠加的单层图案z_k重新叠加到仿三维图案P_k-1上，形成新的仿三维图案P_k，跳转到步骤S34；

步骤S33中所使用的叠加函数为：

P＝∑z_k×E(x)_k

式中，z_k为第k层单层图案，E(x)_k为利用SIFT算法得到的第k层单层图案对应的三维变换后的空间坐标函数，P为所有图案叠加完成之后的最终图案。

4.根据权利要求3所述的一种基于混沌理论的自适应艺术图案生成方法，其特征在于，所述全局对称度按以下公式计算：

其中，p_(i，j)为此单层图案中坐标为(i，j)的像素点的灰度值，w为此单层图案的水平分辨率，h为此单层图案的垂直分辨率，D为此单层图案的全局对称度；本公式中变量i的取值范围为0至h-1，变量j的取值范围为0至w-l。

5.根据权利要求3或4所述的一种基于混沌理论的自适应艺术图案生成方法，其特征在于，所述收敛度按以下公式计算：

其中，p_avg为整幅仿三维图案所有像素点的灰度平均值，q_avg为此仿三维图案中以坐标为(i，j)的像素点为中心，加上上、下、左、右、左上、右上、左下、右下共9个点的灰度平均值，n为此仿三维图案的水平分辨率，m为此仿三维图案的垂直分辨率，上为此仿三维图案的收敛度，本公式中变量i的取值范围为0至m-1，变量j的取值范围为0至n-1。