技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)圖像處理領(lǐng)域，具體涉及一種水墨畫(huà)畫(huà)風(fēng)圖像生成方法。

背景技術(shù)

中國(guó)水墨畫(huà)是一種典型的東方傳統(tǒng)繪畫(huà)藝術(shù)，它非常特別又極富魅力，具有很高的藝術(shù)價(jià)值和鑒賞價(jià)值。從顏色上，中國(guó)傳統(tǒng)水墨畫(huà)與東亞書(shū)法相似只使用黑墨；從工具上，中國(guó)傳統(tǒng)水墨畫(huà)用毛筆、墨、硯臺(tái)和宣紙來(lái)完成繪畫(huà)；從形式上，中國(guó)傳統(tǒng)水墨畫(huà)通常高度抽象化，其描繪的物體一般僅限于植物，村莊和山水。目前水墨畫(huà)畫(huà)風(fēng)圖像生成方法大體可以分為兩種，基于圖像的算法和非基于圖像的算法。

非基于圖像的算法主要將研究重點(diǎn)放在對(duì)筆刷、筆劃的建模上。它們利用這些模型來(lái)建立一個(gè)需要交互的繪畫(huà)系統(tǒng)。這類的方法主要嘗試在計(jì)算機(jī)模擬的畫(huà)紙上生成逼真的筆畫(huà)，即模擬真實(shí)繪畫(huà)的感受。一些方法認(rèn)為繪制性能是很重要的一個(gè)方面，他們使用紋理映射或者其他的一些非基于物理的技術(shù)來(lái)加速繪制。與之相反的是，另外一些研究認(rèn)為逼真的模擬結(jié)果更重要。他們不關(guān)心他們的方法有多慢，而是追求最真實(shí)的水墨畫(huà)模擬繪制效果。因此，這些方法通常會(huì)包含復(fù)雜的數(shù)學(xué)或物理模型。Zhang等人基于二維細(xì)胞自動(dòng)機(jī)計(jì)算模型提出了一個(gè)簡(jiǎn)單的水與墨水顆粒的行為模型，參見(jiàn)Zhang，Q.，Sato，Y.，Takahashi，J.，Muraoka，K.，Chiba，N.：Simple?cellular?automaton-based?simulation?of?ink?behavior?and?its?application?to?suibokuga-like?3d?rendering?of?trees.Visualization?and?Computer?Animation?10(1)，27-37(1999)。這個(gè)模型用于繪制類水墨畫(huà)的三維樹(shù)木。Lee提出了一種基于粒子的方法用真實(shí)的擴(kuò)散效果來(lái)繪制東方式黑白水墨畫(huà)，參見(jiàn)Lee，J.：Diffusion?rendering?of?black?ink?paintings?using?new?paper?and?ink?models.Computer?&?Graphics25(2)，295-308(2001)。Chu等人基于玻爾茲曼網(wǎng)格方程(Lattice?Boltzmann?Equation，LBE)提出了一種方法來(lái)模擬墨水?dāng)U散效果并用其開(kāi)發(fā)了一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)各種真實(shí)水墨擴(kuò)散效果的數(shù)字繪畫(huà)系統(tǒng)，參見(jiàn)Chu，N.S.H.，Tai，C.L.：Moxi：real-time?ink?dispersion?in?absorbent?paper.In：SIGGRAPH，pp.504-511.ACM?Press，New?York，NY，USA(2005)。這些方法可以創(chuàng)造出良好的結(jié)果，但是這些非基于圖像的方法都有個(gè)共同的缺點(diǎn)——需要人工交互。也即是說(shuō)，用戶自己需要在系統(tǒng)上繪畫(huà)才能獲取很好的效果，而這對(duì)于繪畫(huà)技巧較弱的人來(lái)說(shuō)非常困難。

基于圖像的算法基本都是圖像修飾算法。為了模擬中國(guó)水墨畫(huà)畫(huà)風(fēng)，這些方法將一些用戶定義的模板或紋理映射到待繪制圖像上。手工效果是用一些筆刷紋理原語(yǔ)來(lái)模擬的。在2007年，Wang等人提出了一種基于物理的彩色水墨擴(kuò)散算法來(lái)合成具水墨擴(kuò)散效果的圖像，參見(jiàn)Wang，C.M.，Wang，R.J.：Image-based?color?ink?diffusion?rendering.IEEE?Transactions?on?Visualization?and?Computer?Graphics?13(2)，235-246(2007)。它生成的水墨畫(huà)圖像有較好的視覺(jué)效果。這種方法使我們不需要用筆畫(huà)模擬就可以輕松地生成水墨畫(huà)圖像。但是，它有一個(gè)很大的缺點(diǎn)——繪制速度過(guò)慢。例如，要繪制一幅590×520的圖像，它大約需要幾分鐘的時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種效果逼真、生成速度快的基于圖像的水墨畫(huà)畫(huà)風(fēng)圖像生成方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種基于圖像的水墨畫(huà)畫(huà)風(fēng)圖像生成方法，實(shí)施步驟如下：

1)輸入原始圖像，根據(jù)視覺(jué)感知模型獲取原始圖像的視覺(jué)興趣區(qū)域，將原始圖像進(jìn)行邊緣提取并結(jié)合所述視覺(jué)興趣區(qū)域獲取視覺(jué)重要邊緣圖；

2)將原始圖像依次進(jìn)行抽象化處理、水墨擴(kuò)散處理，得到水墨擴(kuò)散效果抽象化圖像；

3)將視覺(jué)重要邊緣圖與所述水墨擴(kuò)散效果抽象化圖像合成，得到彩色水墨畫(huà)畫(huà)風(fēng)圖像；

4)將彩色水墨畫(huà)畫(huà)風(fēng)圖像去色處理、增加黑白對(duì)比度，得到黑白水墨畫(huà)畫(huà)風(fēng)圖像；

5)根據(jù)黑白水墨畫(huà)畫(huà)風(fēng)圖像的內(nèi)置紋理將黑白水墨畫(huà)畫(huà)風(fēng)圖像進(jìn)行紋理擬合，得到最終水墨畫(huà)畫(huà)風(fēng)的圖像。