水墨画笔触的快速渲染算法及其应用

针对基于物理的水墨扩散模型计算复杂、效率低、难以实现图像的水墨画自动转换等问题,提出一种基于图像的水墨笔画合成方法.将水墨笔画分为基本笔画区、主扩散区和不规则边界区.首先从基本笔画区的边缘向四周等距离放大形成主扩散区,然后根据水墨的含水量和纸张特性合成不规则的扩散边界;为了表现笔画的粗糙效果,通过画家手绘的笔触样本统计颜色变化误差,将误差叠加到笔画上.最后,给出了该方法在水墨画渲染中的应用实例和应用方法.实验结果表明,该方法效率高、合成效果好,并具有良好的时间连续性,可应用于交互式绘画系统、图像的水墨画风格转换以及三维水墨画的渲染.     

一种融入局部信息的直觉模糊C-均值聚类图像分割算法

模糊C-均值(FCM)算法对图像噪声敏感,聚类过程中只考虑图像的数值特征信息而忽略像素间空间约束关系,同时单一隶属度并不能充分描述图像的不确定性,这使得基于FCM的图像分割不够准确.融入局部信息的改进FCM算法虽然对图像噪声有一定鲁棒性,但对图像细节保持不够,难以分割微小区域.针对上述问题,提出一种基于直觉模糊集的改进模糊C-均值(IFS_FCM)图像分割算法.该方法将直觉模糊集理论融入到FCM中,充分考虑图像的不确定性,同时在目标函数中引入空间邻域信息,使得该分割算法对噪声鲁棒性增强的同时还能保持图像细节信息.实验结果表明,IFS_FCM能获得更加理想的图像分割效果.     

基于分段函数的中国画风格渲染新方法

通过结合物理模拟中随机浓度的思想和分段处理方法,对中远距离分段的扩散浓度采取随机处理,从而提出一种新的分段水墨扩散函数,用于模拟水墨扩散效果,根据其实现要点选取适当算法设计了中国画风格绘制的总体算法框图。该算法首先对图像用均值滤波进行平滑预处理;然后应用K means聚类算法进行图像分割,用以模拟中国画用水墨浓淡表达色调层次的效果;接着,算法采用形态学方法检测图像的边缘点,对检测出来的边缘点应用自定义的分段处理函数模拟水墨边缘扩散的效果,得出中国画风格渲染图像;最后,用HTML5实现了该算法。该算法所生成的中国画风格在用墨模拟和水墨扩散上都能够得到较逼真的效果。     

线条增强的建筑物图像抽象画生成

针对建筑物图像线条鲜明、轮廓清晰的特点,提出一种自动化的抽象画生成算法.首先通过双边滤波对原始图像的细节进行简化;然后利用快速的、带有误判控制的图像线段检测算法来获得建筑物的外轮廓和门窗等线条特征,通过该线条特征增强基于流的高斯差滤波器生成线条框架;最后将双边滤波处理结果与线条框架进行融合形成最终的抽象画效果.该算法既去掉了建筑物图像中多余的细节信息,使整个图像更趋抽象,同时又通过边缘信息保持了建筑物自身独有的风格,充分展现出富有艺术家手绘风格的建筑物效果.文中算法简单、易于实现,并通过实验充分证明了其有效性.     

一种应用GA的墨扩散效果仿真新方法

对中国水墨画进行仿真研究是非照片真实感绘制领域的一个具有挑战性的课题。通过分析中国水墨画作画工具特性及水墨笔迹扩散的机制,提出一种基于遗传算法的水墨画墨扩散仿真方法,用以实现墨扩散艺术效果。该方法借鉴种群个体,二进制编码,基因变异等遗传算法基本概念,完成输入笔迹仿真模型的构建,并提出多级明考夫斯基距离-变异率映射表,使得种群个体自适应产生基因变异率,从而自动完成笔迹的墨扩散模拟。而且归纳出群体规模,纸元纤维门限等模型控制参数,通过参数的任意设定,用户可以得到丰富多样的扩散效果;为了增强扩散效果的真实感,从宣纸的物理特性进行分析建模,利用Ashikhmin纹理合成算法和高斯分布函数分别模拟了宣纸的宏观结构纹理和微观纤维随机特性,并应用霓红处理和图像分割等方法将两种特性整合统一,得到了更加逼真的仿真结果。实验结果表明,该方法较成功地模拟了中国水墨画的典型效果。     

基于非线性扩散滤波的指纹增强算法

根据指纹图像的特性提出了一种利用非线性扩散滤波增强指纹图像以提取细节点的方法.该算法利用指纹图像的结构张量构造扩散张量.使得滤波沿着指纹脊线方向扩散.在求解非线性扩散滤波中最重要是怎样选取迭代时间和迭代步长.为了解决这两个问题,根据扩散张量在大小为(2n+1)×(2n+1)窗口上的离散形式,分解扩散滤波为4n个方向的和,然后利用托马斯-高斯消元法在每个方向快速求解非线性滤波后的指纹增强图像.该算法的优点是可以有效地连接断裂脊线,而不会改变指纹脊线的连续性和奇异性.在NIST27数据库及FVC2002数据库上的实验结果表明,基于非线性扩散滤波的指纹增强算法可以有效地提高提取细节点的性能和指纹匹配率.     

HSV色彩空间的Retinex结构光图像增强算法

在结构光几何重建中,由于拍摄方式和场景照明情况的复杂多变,使得产生的图像可能会因为光线的亮暗不均造成图像细节的缺失.为此,提出一种基于HSV色彩空间变换的带颜色恢复Retinex算法和色彩饱和度校正策略.针对颜色保持的需要,首先将传统RGB空间上的多尺度Retinex算法转换到HSV颜色空间;然后通过分析HSV颜色空间模型来增强模型中的V分量,同时利用相关系数使S分量随着V分量的增强进行自适应调整;最后将HSV模型转换到RGB空间,使增强后的图像颜色得到保持.实验结果表明,该算法应用于结构光条纹图像的增强中将使结构光图像在颜色得到保持的同时细节信息也得到了增强,更利于后续条纹信息的提取及自动编码.     

红外图像全局和局部对比度增强的非线性增益法

提出一种基于模拟退火算法和离散平稳小波变换增强红外图像全局和局部对比度的非线性增益算法.基于原始红外图像的灰度直方图提出一种判据,利用该判据判断原始红外图像的对比度类型,以指导模拟退火算法的搜索方向和初值的选取;并利用模拟退火算法优化非线性灰度变换参数,实现对图像进行全局对比度增强.对全局增强后的图像进行离散平稳小波变换,分别对各个分解层的高频子带利用所提出的非线性增强算法进行细节增强.实验结果表明,该算法在有效地提高红外图像整体对比度的同时,能突出红外图像中目标的细节部分信息,在视觉质量上优于传统的直方图均衡法、反锐化掩膜法等.     

Sobolev 广义度量下的各向异性扩散模型

给出了Sobolev空间的一种广义度量, 在该度量下提出了一个新的各向异性增强、扩散方程. 广义度量中的变系数, 较好地控制了方程的扩散行为, 使得新模型不仅能有效增强图像的细节特征, 而且能在噪声去除和边缘保护之间取得较好的平衡, 同时给出了相应的隐式离散算法. 仿真实验结果表明, 新模型和算法是行之有效的.     

真实图像转换的水墨图像绘制模拟

目的：中国水墨风格模拟是非真实感图像模拟的重要研究课题,现有的模拟算法对于边缘绘制的连贯性不足、颜色汇聚不平滑,导致效果生硬、色彩表现力不强。为此本文提出一种真实图像转换的方法来对图像进行水墨风格化处理。方法：首先利用改进的基于流的高斯差分滤波来生成边缘轮廓;接着运用了各向异性Kuwahara滤波实现了墨色的汇聚以及自然过渡;最后引入Perlin噪声模拟背景宣纸的褶皱感。结果：实验表明,本文方法能够实现真实图像输入到水墨画风格图像输出的转换,处理速度快。结论：本文提出一种真实图像转换的水墨图像风格化处理方法,实验结果表明,该方法可以在不破坏原图像结构的基础上获得很好的水墨模拟效果。     

基础信息保持和细节强化的胸部CT图像增强

目的 清晰的胸部计算机断层扫描(computed tomography, CT)图像有助于医生准确诊断肺部相关疾病,但受成像设备、条件等因素的限制,扫描得到的CT图像质量有时会不尽如人意。因此,本文提出一种简单有效的基于基础信息保持和细节强化的胸部CT图像增强算法。方法 利用多尺度引导滤波器将胸部CT图像分解为一个基础信息层和多个不同尺度的细节层。基于熵的权重将胸部CT图像的多个细节层进行融合,并乘以强化系数进一步增强纹理细节。将强化的细节层和原始的基础信息层重新组合即可生成细节强化的胸部CT图像。通过此种增强方式,本文算法既能显著增强胸部CT图像的纹理细节,又能将大部分原始的基础结构信息保留到增强图像中。结果 为了验证算法的有效性,将本文算法与5种优秀的图像增强算法在由3 209幅胸部CT图像组成的数据集上进行测试评估。定性和定量实验结果表明,本文算法得到的增强图像保持了更多原始胸部CT图像中的基础结构信息,并更显著地强化了其中的纹理细节信息。在定量结果中,本文算法的标准差、结构相似性和峰值信噪比指标值均优于对比的5种方法,相比于性能第2的方法分别提高了4.95、0.16和4.47,...     

一种基于局部统计参数的图像扩散降噪新算法

针对各向同性扩散算法容易模糊图像特征信息以及张量扩散算法在图像同质区域内的噪声点处易产生伪条纹的问题,提出了一种能有效反映图像局部结构特征的局部方差作为特征参数,并基于该特征参数将上述两种算法相结合的新算法.该算法在对图像不同性质的区域进行降噪时,能根据图像的局部统计信息来调整上述两种扩散算法在该区域的扩散速度,以充分利用上述两种算法的优点并避免其缺点.实验结果表明,所提算法较几种经典的算法能更有效地去除噪声和保护、增强图像的边缘等特征信息.     

一种前后向复扩散图像增强算法

传统的图像增强算法无法在去除噪声的同时保留图像的纹理.为此,本文从线性前向复扩散的原理出发,研究了线性后向复扩散的图像增强功能,将前向复扩散和后向复扩散相结合,给出了一种前后向复扩散图像增强算法.实验结果表明:该算法抑制了图像中的微弱噪声,有效地增强了图像,保留了图像的细节纹理,没有产生错误的图像增强效果,可以获得很好的图像增强效果.     

基于GPU的实时线绘制及水墨仿真研究

为了由简单三维输入自动生成水墨仿真风格图像,提出了一种基于GPU的实时线绘制算法及水墨仿真算法。提出的微分几何线绘制算法结合了视点相关和视点无关两类特征线的绘制,利用了多种曲率信息和风格化纹理。由于GPU加速和风格化纹理的设计,该算法达到实时且风格化可控,方便了国画仿真,仿真计算将水墨看作二维流体,利用LB方法模拟水墨在宣纸中的边缘扩散。通过对比大量的绘制结果以及和其他方法的比较,结果表明,该方法的绘制结果更加清晰逼真,绘制实时完成且完全自动化。     

基于参考图像的彩墨画快速渲染法

通过对彩墨画创作过程的模拟,提出一种基于参考图像的彩墨画快速渲染算法,其模拟过程分为铺底模拟和细节刻画两个阶段。在铺底阶段,利用平均曲率流与冲击滤波的组合对图像进行细节简化,并通过对颜色空间的截取和拉伸数字模拟彩墨画的留白特征,同时提供基于PatchMatch算法的颜色学习着色方法;在细节刻画阶段,针对墨水的扩散现象提出一个随机模拟扩散的公式,并给出模拟彩墨画描边手法的边界处理方法,最后进行纸张效果合成。实验结果表明,该算法能够快速地将参考图像渲染成具有彩墨画风格的艺术作品。     

一种保持图像细节的直方图均衡新算法 张志龙 李吉成 沈振康

本文分析了传统直方图均衡算法导致图像细节信息丢失和噪声放大的问题,提出了一种新的直方图均衡算法,能够在增强图像整体视觉效果的同时较好地保持图像细节,对图像 噪声也具有一定的抑制作用.实验结果表明,该算法具有较好的性能.     

一种基于正切图像处理(TIP)模型的图像滤波算法

传统的图像滤波算法在滤除噪声的同时会丢失一些图像的细节信息,使图像变得模糊,为此提出了一种基于正切图像处理模型的图像滤波算法,算法根据待检测像素周围3×3邻域的像素值,利用正切函数和反正切函数进行处理。算法简单、容易实现,能够在有效地抑制噪声的同时,增强和保留图像的边缘和角点等细节信息。通过实验比较可知,该算法明显优于其它图像滤波算法。     

一种可控的直方图均衡算法

本文提出一种在传统直方图中利用细节信息的可调的直方图均衡算法.该算法不但能够有效的提高图像的对比度,而且还能增强图像的细节.这种算法可以采用各种不同的边缘信息如Laplacian、Sobel等.实验证明该方法对增强图像是很有效的.     

改进的模糊逻辑偏微分方程去噪方法

在研究图像噪声过滤时,为了既有效地去除噪声,又能够较好地保持图像边缘和重要的细节信息,将模糊逻辑思想与PM方法相结合,提出了一种对噪声图像更有效的基于模糊逻辑的偏微分方程去噪算法。该算法把PM方法中扩散方程的扩散系数看作像素梯度对于图像平滑区域的模糊隶属度函数,并通过定义合理的模糊隶属度函数,使得对不同的像素梯度大小采用不同的扩散系数。仿真实验表明,此算法在去除噪声的同时,能更好地保持图像的边缘细节,具有较好的处理效果。     

基于HVS模型的误差扩散方法

针对传统误差扩散算法处理过程中图像边缘信息不完整,中色调区域有纹理结构存在的问题,提出一种基于人类视觉系统(HVS)模型的误差扩散半色调方法。该方法先对原图像进行了图像分割,在非边缘区域采用传统误差扩散算法处理,边缘区域采用基于HVS模型的误差扩散系数进行误差扩散处理,最后再在HVS模型的基础上对像素进行矫正。实验结果表明该算法能够有效减少图像细节损失,保留原图像信息。