一种逼真的彩色铅笔画生成方法与流程

技术特征：
1.一种逼真的彩色铅笔画生成方法，其特征在于，包括以下步骤：将原图像转换到hsi颜色空间，得到色调分量、饱和度分量和亮度分量；对亮度分量进行编辑以生成高亮度分量；对饱和度分量进行编辑以生成低饱和度分量，将所述的色调分量、高亮度分量和低饱和度分量进行合并后转换到rgb颜色空间，得到色调图像；将原图像转换为灰度图像，针对灰度图像分别利用局部极大值、局部极小值进行轮廓提取，对提取的轮廓进行融合，得到最终的图像轮廓；根据原图像以及所述的最终的图像轮廓，确定铅笔画的彩色轮廓；通过所述色调图像与彩色轮廓的融合，得到最终的彩色铅笔画。2.根据权利要求1所述的逼真的彩色铅笔画生成方法，其特征在于，所述对亮度分量进行编辑以生成高亮度分量，利用以下表达式：其中t
i
为高亮度分量，i
i
为亮度分量，σ1为自适应调控参数，其值由表达式2确定：σ1＝α*i
m
*(1-f(i
i
))
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)其中f(i
i
)＝exp(i
i2-1/(i
i2
ε))，ε为防止分母为0的较小的数；α为权重系数，i
m
表示原图像的亮度均值。3.根据权利要求1所述的逼真的彩色铅笔画生成方法，其特征在于，所述对饱和度分量进行编辑以生成低饱和度分量，包括：根据其亮度分量i
i
和饱和度分量i
s
计算表达式(3)中的权重系数λ：λ.*i
s
i
i
＝1
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)利用计算得到的权重系数λ及编辑生成的高亮度分量t
i
，计算期望的低饱和度分量t
s
为：t
s
＝(1-t
i
)./(λ ε)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4) 。4.根据权利要求1所述的逼真的彩色铅笔画生成方法，其特征在于，所述将原图像转换为灰度图像，针对灰度图像分别利用局部极大值、局部极小值进行轮廓提取，包括：将原图像i转换为灰度图像d，基于局部极大值所提取的物体轮廓g1可以表示为：g1＝f
max
([d
p
])-d
p
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)d
p
为灰度图像d中像素p的灰度值，f
max
(
·
)为极大值定义，[
·
]为所选择的以像素p为中心的局部邻域；基于局部极小值所提取的物体轮廓g2定义为：g2＝d
p-f
min
([d
p
])
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)其中f
min
(
·
)为极小值定义。5.根据权利要求1所述的逼真的彩色铅笔画生成方法，其特征在于，所述对提取的轮廓进行融合，得到最终的图像轮廓，采用的表达式如下：g＝m.*g1 (1-m).*g2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(7)g为最终的图像轮廓；可以采用图像分割方法或者交互方式生成m，默认情况下m为全1矩阵。6.根据权利要求1所述的逼真的彩色铅笔画生成方法，其特征在于，所述根据原图像以及所述的最终的图像轮廓，确定铅笔画的彩色轮廓，包括：
假设彩色铅笔画在白纸上绘制，设与原图像i具有相同尺寸的纯白图像为则铅笔画的彩色轮廓c可以表示为：其中，g为最终的图像轮廓。7.根据权利要求1所述的逼真的彩色铅笔画生成方法，其特征在于，所述通过所述色调图像与彩色轮廓的融合，得到最终的彩色铅笔画，表示如下：p＝c.*t
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(9)其中，p为最终的彩色铅笔画，c为彩色轮廓，t为色调图像。

技术总结
本发明公开了一种逼真的彩色铅笔画生成方法，包括：将原图像转换到HSI颜色空间，得到色调分量、饱和度分量和亮度分量；对亮度分量进行编辑以生成高亮度分量；对饱和度分量进行编辑以生成低饱和度分量，将所述的色调分量、高亮度分量和低饱和度分量进行合并后转换到RGB颜色空间，得到色调图像；将原图像转换为灰度图像，针对灰度图像分别利用局部极大值、局部极小值进行轮廓提取，对提取的轮廓进行融合，得到最终的图像轮廓；根据原图像以及所述的最终图像轮廓，确定铅笔画的彩色轮廓；通过所述色调图像与彩色轮廓的融合，得到最终的彩色铅笔画。利用本发明方法生成的彩色图像满足铅笔画高亮度低饱和度的色调要求，且可以实现生成的轮廓线颜色与前景物体一致。生成的轮廓线颜色与前景物体一致。生成的轮廓线颜色与前景物体一致。


技术研发人员：王栋 梁云 高月芳
受保护的技术使用者：华南农业大学
技术研发日：2021.10.28
技术公布日：2022/1/21