專利名稱：一種彩色鉛筆畫的生成方法和系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及圖像處理技術，尤其涉及一種彩色鉛筆畫的生成方法和系統。
背景技術：
彩色鉛筆畫是以鉛筆為媒介，用線條來表現或景物的藝術形式。手工創作彩色鉛筆畫要求作者具有一定的美術功底，因此計算機模擬生成素描畫具有重要的應用和娛樂價值。當前用戶可以通過專用的軟件(例如Photoshop等)對照片、圖像或視頻流圖像進行處理，形成彩色鉛筆畫的效果，但是這種生成方法復雜，算法總體步驟復雜，實現效率低。

發明內容
本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述生成彩色鉛筆畫的方法復雜、效率低的缺陷，提供一種方法簡單、效率高的彩色鉛筆畫的生成方法。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是構造一種彩色鉛筆畫的生成方法， 用于對彩色圖像進行處理以生成彩色鉛筆畫，包括
51.在彩色圖像的當前顏色通道開一個以當前像素點為中心的N*N窗口，其中，N為大于1的奇數；
52.通過比較當前像素點的像素值與窗口內其它像素點的像素值的大小來確定算子；
53.根據算子及所述當前像素點的像素值計算輪廓加強因子；
54.根據所述輪廓加強因子對所述當前像素點的像素值進行處理，以生成彩色鉛筆畫中對應的當前通道的當前像素點的像素值。在本發明所述的彩色鉛筆畫的生成方法中，所述步驟S2包括
521.判斷當前像素點的像素值是否大于窗口內其它任一個像素點的像素值，若是，則執行步驟S22 ；若否，則執行步驟S23 ；
522.設算子為零，執行步驟S3；
523.將當前像素點的像素值分別與窗口內其它像素點的像素值逐一相減再取絕對值， 設算子為所得到的絕對值中的最大值，然后執行步驟S3。在本發明所述的彩色鉛筆畫的生成方法中，在所述步驟S3中，根據下面的公式計算輪廓加強因子
Figure(i, j)=1/ (CRYSTAL(i, j)/sqrt(PSrc(i, j)+c)/a+b)
其中，Figure (i,j)為輪廓加強因子，CRYSTAL (i，j)為算子，sqrt ()為開平方， PSrc (i,j)為彩色圖像的當前通道的當前像素點的像素值，a、b、c分別為系數，且滿足 1彡a彡100，1彡b彡10，1彡c彡500。在本發明所述的彩色鉛筆畫的生成方法中，在所述步驟S4中，根據下面公式計算彩色鉛筆畫中所對應的當前通道的當前像素點的像素值
PDst (i, j) =PSrc (i, j)+ Scale* [(255- PSrc (i, j)) ^Figure (i, j)]
其中，PDst (i,j)為彩色鉛筆畫的當前通道的當前像素點的像素值，Scale為系數，且滿足 OGcale ^ 1。在本發明所述的彩色鉛筆畫的生成方法中，N=3。本發明還構造一種彩色鉛筆畫的生成系統，用于對彩色圖像進行處理以生成彩色鉛筆畫，包括
窗口選取單元，用于在彩色圖像的當前顏色通道開一個以當前像素點為中心的N*N窗口，其中，N為大于1的奇數；
算子計算單元，用于通過比較當前像素點的像素值與窗口內其它像素點的像素值的大小來確定算子；
加強因子計算單元，用于根據算子及所述當前像素點的像素值計算輪廓加強因子； 像素值計算單元，用于根據所述輪廓加強因子對所述當前像素點的像素值進行處理， 以生成彩色鉛筆畫中對應的當前通道的當前像素點的像素值。在本發明所述的彩色鉛筆畫的生成系統中，所述算子計算單元包括
判斷子單元，用于判斷當前像素點的像素值是否大于窗口內其它任一個像素點的像素
值；
第一計算子單元，用于在當前像素點的像素值大于窗口內其它任一個像素點的像素值時，設算子為零；
第二計算子單元，用于在當前像素點的像素值不大于窗口內其它任一個像素點的像素值時，將當前像素點的像素值分別與窗口內其它像素點的像素值逐一相減再取絕對值，設算子為所得到的絕對值中的最大值。在本發明所述的彩色鉛筆畫的生成系統中，所述加強因子計算單元根據下面的公式計算輪廓加強因子
Figure(i, j)=1/ (CRYSTAL(i, j)/sqrt(PSrc(i, j)+c)/a+b)
其中，Figure (i，j)為輪廓加強因子，CRYSTAL (i，j)為算子，sqrt ()為開平方， PSrc (i, j)為彩色圖像的當前通道的當前像素點的像素值，a、b、c分別為系數，且滿足 1彡a彡100，1彡b彡10，1彡c彡500。在本發明所述的彩色鉛筆畫的生成系統中，所述像素值計算單元根據下面公式計算彩色鉛筆畫中對應的當前通道的當前像素點的像素值
PDst (i, j) =PSrc (i, j)+ Scale* [(255- PSrc (i, j)) ^Figure (i, j)] 其中，PDst (i,j)為彩色鉛筆畫的當前通道的當前像素點的像素值，Scale為系數，且滿足 0<Scale ( 1。在本發明所述的彩色鉛筆畫的生成系統中，N=3。實施本發明的技術方案，步驟簡單且實現效率高。


下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中 圖1是本發明彩色鉛筆畫的生成方法實施例一的流程圖2是圖1中步驟S2優選實施例的流程圖； 圖3A是一張彩色圖像片；
圖:3B是將圖3A的彩色圖像片按照本發明彩色鉛筆畫的生成方法所生成的彩色鉛筆畫；
圖4是本發明彩色鉛筆畫的生成系統實施例一的邏輯圖； 圖5是圖4中算子計算單元優選實施例的邏輯圖。
具體實施例方式首先說明的是，假設所使用的圖片有三個顏色通道，分別為R (紅)通道、G (綠)通道、B (藍)通道。另外，在進行圖像處理時，都是逐個像素點進行的，而針對每個像素點，其包含有三個值，分別對應于三個顏色通道，該三個值具體為R通道的像素值、G通道的像素值和B通道的像素值。如圖1所示，在本發明彩色鉛筆畫的生成方法實施例一的流程圖中，該生成方法包括
Si.在彩色圖像的當前顏色通道開一個以當前像素點為中心的N*N窗口，其中，N為大于1的奇數，例如N為3，另外，在該步驟中，還應當說明的是，若窗口內除當前像素點外的其它像素點中的至少一個不存在時，例如，當前像素點是第一行第一列的像素點，該3*3窗口內除當前像素點外僅存在三個像素點，其它五個像素點都不存在，則該五個像素點的像素值直接取零；
52.通過比較當前像素點的像素值與窗口內其它像素點的像素值的大小來確定算子；
53.根據算子及所述當前像素點的像素值計算輪廓加強因子；
54.根據所述輪廓加強因子對所述當前像素點的像素值進行處理，以生成彩色鉛筆畫中對應的當前通道的當前像素點的像素值。圖2是圖1中步驟S2優選實施例的流程圖，該步驟S2包括以下步驟
521.判斷當前像素點的像素值是否大于窗口內其它任一個像素點的像素值，若是，則執行步驟S22 ；若否，則執行步驟S23 ；
522.設算子為零，執行步驟S3；
523.將當前像素點的像素值分別與窗口內其它像素點的像素值逐一相減再取絕對值，設算子為所得到的絕對值中的最大值，然后執行步驟S3，例如，以3*3為例，若 CRYSTAL(i, j)為待計算的算子，PSrc (i,j)為彩色圖像的當前通道的當前像素點的像素值，則
CRYSTAL (I，J) =max (abs(PSrc(i, j)-PSrc (i，j-1)), abs (PSrc (i, j)-PSrc (i，j + 1))， abs (PSrc (i, j) -PSrc (i_l, j-1))，abs (PSrc (i, j) -PSrc (i_l, j))，abs (PSrc (i, j) -PSrc ( i-1, j+1))，abs (PSrc (i, j) -PSrc (i+1, j-1))，abs (PSrc (i, j) -PSrc (i+1, j))，abs (PSrc (i, j)-PSrc (i+1, j+1)))
在上式中，PSrc (i，j-1),PSrc (i, j+1) ,PSrc (i-1, j-1) ,PSrc (i-1, j), PSrc (i-1, j+1)、 PSrc (i+1, j-1)、PSrc (i+1, j)、PSrc (i+1, j+1)分別是 3*3 窗口內與 PSrc (i, j)相鄰的像素
點的像素值。在上述實施例的步驟S3中，可根據下面的公式計算輪廓加強因子 Figure(i, j)=1/ (CRYSTAL(i, j)/sqrt(PSrc(i, j)+c)/a+b)
其中，Figure (i,j)為輪廓加強因子，CRYSTAL (i，j)為算子，sqrt ()為開平方， PSrc (i,j)為彩色圖像的當前通道的當前像素點的像素值，a、b、c分別為系數，且滿足1彡a彡100,1彡b彡10，1彡c彡500，a優選取10，b優選取1，c優選取1。在上述實施例的步驟S4中，根據下面公式計算彩色鉛筆畫中所對應的當前通道的當前像素點的像素值
PDst (i, j) =PSrc (i, j)+ Scale* [(255- PSrc (i, j)) ^Figure (i, j)] 其中，PDst(i，j)為彩色鉛筆畫的當前通道的當前像素點的像素值，Scale為系數，且滿足(KkaleS 1。需說明的是，Scale取值越逼近零時，彩色圖像幾乎不改變，相反，Scale 取值越逼近1時，圖像輪廓會變得比較粗大，Scale優選取0. 7。以上僅介紹了對當前顏色通道的當前像素點進行處理，在實際處理時，不斷循環步驟S1-S4，直到該彩色圖像的各個顏色通道的所有像素點都完成處理，這樣便可得到該彩色圖像所對應的彩色鉛筆畫的效果圖。例如，結合圖3A和圖;3B，圖3A是處理前的彩色圖像， 圖3B是使用上述方法對圖3A的彩色圖像進行處理后生成的彩色鉛筆畫的效果圖。另外， 還需要說明的是，對于彩色圖像的各個顏色通道，可以按任意順序進行處理，也可同時進行處理。圖4是本發明彩色鉛筆畫的生成系統實施例一的邏輯圖，該生成系統包括依次相連的窗口選取單元100、算子計算單元200、加強因子計算單元300和像素值計算單元400。 其中，窗口選取單元100用于在彩色圖像的當前顏色通道開一個以當前像素點為中心的 N*N窗口，其中，N為大于1的奇數，例如，N=3 ；算子計算單元200用于通過比較當前像素點的像素值與窗口內其它像素點的像素值的大小來確定算子；加強因子計算單元300用于根據算子及所述當前像素點的像素值計算輪廓加強因子；像素值計算單元400用于根據所述輪廓加強因子對所述當前像素點的像素值進行處理，以生成彩色鉛筆畫中對應的當前通道的當前像素點的像素值。圖5是圖4中算子計算單元優選實施例的邏輯圖，在該實施例中，算子計算單元 200包括判斷單元201及與判斷單元201相連的第一計算子單元202和第二計算子單元 203。其中，判斷子單元201用于判斷當前像素點的像素值是否大于窗口內其它任一個像素點的像素值；第一計算子單元202用于在當前像素點的像素值大于窗口內其它任一個像素點的像素值時，設算子為零；第二計算子單元203用于在當前像素點的像素值不大于窗口內其它任一個像素點的像素值時，將當前像素點的像素值分別與窗口內其它像素點的像素值逐一相減再取絕對值，設算子為所得到的絕對值中的最大值。優選地，加強因子計算單元300根據下面的公式計算輪廓加強因子 Figure(i, j)=1/ (CRYSTAL(i, j)/sqrt(PSrc(i, j)+c)/a+b)
其中，Figure (i,j)為輪廓加強因子，CRYSTAL (i，j)為算子，sqrt ()為開平方， PSrc (i,j)為彩色圖像的當前通道的當前像素點的像素值，a、b、c分別為系數，且滿足 1彡a彡100，1彡b彡10，1彡c彡500。優選地，像素值計算單元400根據下面公式計算彩色鉛筆畫中對應的當前通道的當前像素點的像素值
PDst (i, j) =PSrc (i, j)+ Scale* [(255- PSrc (i, j)) ^Figure (i, j)] 其中，PDst (i,j)為彩色鉛筆畫的當前通道的當前像素點的像素值，Scale為系數，且滿足 0<Scale ( 1。以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的權利要求范圍之內。
權利要求
1.一種彩色鉛筆畫的生成方法，用于對彩色圖像進行處理以生成彩色鉛筆畫，其特征在于，包括51.在彩色圖像的當前顏色通道開一個以當前像素點為中心的N*N窗口，其中，N為大于1的奇數；52.通過比較當前像素點的像素值與窗口內其它像素點的像素值的大小來確定算子；53.根據算子及所述當前像素點的像素值計算輪廓加強因子；54.根據所述輪廓加強因子對所述當前像素點的像素值進行處理，以生成彩色鉛筆畫中對應的當前通道的當前像素點的像素值。
2.根據權利要求1所述的彩色鉛筆畫的生成方法，其特征在于，所述步驟S2包括521.判斷當前像素點的像素值是否大于窗口內其它任一個像素點的像素值，若是，則執行步驟S22 ；若否，則執行步驟S23 ；522.設算子為零，執行步驟S3；523.將當前像素點的像素值分別與窗口內其它像素點的像素值逐一相減再取絕對值， 設算子為所得到的絕對值中的最大值，然后執行步驟S3。
3.根據權利要求2所述的彩色鉛筆畫的生成方法，其特征在于，在所述步驟S3中，根據下面的公式計算輪廓加強因子Figure(i, j)=1/ (CRYSTAL(i, j)/sqrt(PSrc(i, j)+c)/a+b)其中，Figure (i,j)為輪廓加強因子，CRYSTAL (i，j)為算子，sqrt ()為開平方， PSrc (i,j)為彩色圖像的當前通道的當前像素點的像素值，a、b、c分別為系數，且滿足 1彡a彡100，1彡b彡10，1彡c彡500。
4.根據權利要求3所述的彩色鉛筆畫的生成方法，其特征在于，在所述步驟S4中，根據下面公式計算彩色鉛筆畫中所對應的當前通道的當前像素點的像素值PDst (i, j) =PSrc (i, j)+ Scale* [(255- PSrc (i, j)) ^Figure (i, j)]其中，PDst(i，j)為彩色鉛筆畫的當前通道的當前像素點的像素值，Scale為系數，且滿足 OGcale ( 1。
5.根據權利要求1-4任一項所述的彩色鉛筆畫的生成方法，其特征在于，N=3。
6.一種彩色鉛筆畫的生成系統，用于對彩色圖像進行處理以生成彩色鉛筆畫，其特征在于，包括窗口選取單元，用于在彩色圖像的當前顏色通道開一個以當前像素點為中心的N*N窗口，其中，N為大于1的奇數；算子計算單元，用于通過比較當前像素點的像素值與窗口內其它像素點的像素值的大小來確定算子；加強因子計算單元，用于根據算子及所述當前像素點的像素值計算輪廓加強因子；像素值計算單元，用于根據所述輪廓加強因子對所述當前像素點的像素值進行處理， 以生成彩色鉛筆畫中對應的當前通道的當前像素點的像素值。
7.根據權利要求6所述的彩色鉛筆畫的生成系統，其特征在于，所述算子計算單元包括判斷子單元，用于判斷當前像素點的像素值是否大于窗口內其它任一個像素點的像素第一計算子單元，用于在當前像素點的像素值大于窗口內其它任一個像素點的像素值時，設算子為零；第二計算子單元，用于在當前像素點的像素值不大于窗口內其它任一個像素點的像素值時，將當前像素點的像素值分別與窗口內其它像素點的像素值逐一相減再取絕對值，設算子為所得到的絕對值中的最大值。
8.根據權利要求7所述的彩色鉛筆畫的生成系統，其特征在于，所述加強因子計算單元根據下面的公式計算輪廓加強因子Figure(i, j)=1/ (CRYSTAL(i, j)/sqrt(PSrc(i, j)+c)/a+b)其中，Figure (i,j)為輪廓加強因子，CRYSTAL (i，j)為算子，sqrt ()為開平方， PSrc (i,j)為彩色圖像的當前通道的當前像素點的像素值，a、b、c分別為系數，且滿足 1彡a彡100，1彡b彡10，1彡c彡500。
9.根據權利要求8所述的彩色鉛筆畫的生成系統，其特征在于，所述像素值計算單元根據下面公式計算彩色鉛筆畫中對應的當前通道的當前像素點的像素值PDst (i, j) =PSrc (i, j)+ Scale* [(255- PSrc (i, j)) ^Figure (i, j)]其中，PDst(i，j)為彩色鉛筆畫的當前通道的當前像素點的像素值，Scale為系數，且滿足 0<Scale ( 1。
10.根據權利要求6-9任一項所述的彩色鉛筆畫的生成系統，其特征在于，N=3。
全文摘要
本發明公開了一種彩色鉛筆畫的生成方法和系統，該彩色鉛筆畫的生成方法包括S1.在彩色圖像的當前顏色通道開一個以當前像素點為中心的N*N窗口，其中，N為大于1的奇數；S2.通過比較當前像素點的像素值與窗口內其它像素點的像素值的大小來確定算子；S3.根據算子及所述當前像素點的像素值計算輪廓加強因子；S4.根據所述輪廓加強因子對所述當前像素點的像素值進行處理，以生成彩色鉛筆畫中對應的當前通道的當前像素點的像素值。實施本發明的技術方案，步驟簡單且實現效率高。
文檔編號G06T11/00GK102289831SQ201110301818
公開日2011年12月21日 申請日期2011年9月27日 優先權日2011年9月27日
發明者陸洋 申請人:深圳市萬興軟件有限公司