非真实感铅笔画艺术效果研究

改进了非真实感铅笔画艺术效果的绘制算法,利用图像分割、线积分卷积技术确定线条纹理的方向,模拟得到局部区域铅笔画的笔划纹理。采用轮廓线增强、灰度色调控制最终铅笔画艺术效果的边缘信息和灰度色调。通过色彩传输技术得到具有彩色铅笔画的艺术效果。     

绘制内容指导的铅笔画风格实现

为了让铅笔画纹理的色调更接近画家的绘制效果,提出一种内容指导的铅笔画色调生成算法,以改进铅笔画纹理的生成效果.首先对大量绘制内容不同的铅笔画分类后进行色调直方图统计,拟合出适合每种类别的直方图曲线,并对输入图像用与之同类别的直方图曲线进行色调匹配,得到对应的铅笔画色调图;然后用与输入图像大小相同的随机噪声图为基底,对噪声图的每个像素进行不同次数的迭代相乘后产生与色调图匹配且分布一致的噪声场;最后对输入图像进行区域分割,在与分割区域对应的噪声场中用LIC算法生成卷积长度及卷积方向不同的铅笔纹理图,实现分区域不同方向的铅笔纹理的绘制.实验结果表明,由于采用内容指导的分类绘制,该算法生成的铅笔画在色调上更加贴近真实画家绘制的铅笔画,且纹理形式多样,整体效果较好.     

一种有效的基于区域的铅笔画方法

提出了一种新的基于线性卷积积分（Line Integral Convolution）自动铅笔画生成方法。已有的基于LIC的铅笔画方法通过图像的分割和纹理方向的检测技术来获得图像的合理区域划分和各个区域笔画的方向。铅笔画的结果很大程度上依赖于纹理的方向和区域的白噪声。如果分析得到的纹理方向和白噪声和输入的图像不相一致,生成铅笔画的效果就很差。本文提出的方法改进了已有的铅笔画生成方法,首先利用基于图的图像分割方法实现快速有效的区域分割,其次提出一种新的基于区域的白噪声和纹理方向生成方法。实验表明提出的方法更接近于真实的铅笔画效果。     

一种铅笔画仿真新方法

通过分析铅笔画的艺术特点,提出一种基于图像的铅笔画仿真方法。首先对用户输入的图像进行Unsharp Mask（USM）锐化提取细节信息,并进行颜色放大处理以增强对比度,然后采用基于点的向量场技术生成笔画方向,最后应用线积分卷积（LIC）得到具有素描风格的结果图像。为了更好地模拟铅笔纹理,改进了传统的纹理生成方法,提出将锐化后的结果图像代替白噪声图作为LIC的输入。实验结果表明,该方法的生成效果更接近于手绘风格,且无需用户交互,适合于动画制作等很多领域的应用。     

基于自适应噪声模型和线积分卷积的铅笔画模拟

提出一种铅笔画模拟的方法。和传统的铅笔画步骤类似,经过轮廓提取和色调合成,产生铅笔画模拟图像。轮廓提取通过L0平滑后,用四向索贝尔算子提取边界,借助线积分卷积实现色调合成。与现存方法不同的是,给出一种自适应噪声模型,根据源图像产生自适应的噪声,将其作为线积分卷积的输入图像。实验证明提出的方法可以用来产生具有艺术效果的铅笔画模拟图像。     

一种全自动铅笔画生成方法研究

铅笔画是一种发展迅速并受人喜爱的绘图风格,通常由画师手工绘制,但受画手绘画功底限制很大,且用时很长,因此无法满足目前大量平面设计的需求,而利用图像处理技术,可以将自然图像方便、快速地转化为铅笔画。为此,提出一种全自动的铅笔画生成算法,融合自然图像中可变局部边缘模式提取的梯度信息和色调值生成的色调信息,获得包含重要笔画特征的线条画和色度画,并将二者有效融合,生成素描或彩色铅笔画。实验结果显示,该方法不仅能够生成视觉感逼真、信息丰富的铅笔画,同时对噪声、强纹理信息和光照变化不敏感。     

用小波分层模拟铅笔画纹理

基于原图像根据亮度分层的思想,提出了一种应用小波变换得到不同分层的新方法。采用小波将一幅灰度化后的图像分解并分别对低高频信息进行重构,提取重构后的三幅高频信息,添加高斯噪声,应用运动模糊生成不同方向的纹理。将彩色图像进行霓虹处理,再进行反相计算和灰度化,生成铅笔画中的轮廓。将不同的纹理方向和轮廓图按照一定的方法进行叠加,得到铅笔画图像。实验结果表明,与以往算法相比,能够更快速地将输入图像转换为铅笔画,取得令人满意的效果。     

基于Android手机的铅笔画生成方法研究

根据Android系统手机的特性以及真实铅笔画纹理的特点,提出一种基于快速线积分卷积(FLIC)的铅笔画自动生成方法。首先将用户输入的彩色图像进行灰度化处理,并利用Sobel算法进行轮廓提取,产生铅笔画中的轮廓效果;然后对图像进行分层处理,提出了适用于图层的白噪声生成方法;最后采用快速积分卷积(FLIC)替代传统线积分卷积(LIC)进行模拟纹理,并将各层结果以及图像轮廓进行叠加生成最终铅笔画。试验结果表明:该方法在Android系统的手机中生成速度快,并且结果接近于手绘铅笔画。     

反正切色调分化模型的铅笔画绘制

目的 在现阶段采用计算机模拟绘制真实铅笔画往往不能够逼近真实效果,主要原因之一是没有考虑到真实铅笔画中的色调较灰度图像有着更明显的暗灰亮层次变化的特性,基于这一问题提出一种新的铅笔画自动生成算法。方法 一方面在外轮廓提取中采取了LAB空间色差图与纹理图结合的方法,取代了传统基于梯度图的方法;另一方面保留了纹理色调连续变化的特点,且为了体现色调的分层效果提出了反正切色调分化模型,其核心思想是基于图像暗灰亮图层的像素比例来自适应地调整像素灰度值以达到色调分层的目的。结果 本文算法能够避开噪点的影响更好地展示细节,同时解决了直接分层结果中色调变化突然的缺陷,实现了亮度分层与色调连续变化的结合。结论 新算法在最终效果上较其他算法的优势体现在两方面,一是轮廓线的连续性更好,对比度更强,其次是纹理的效果能够同时兼顾连续性和分层,这是其他算法做不到的,本文算法适用于所有不同分辨率的彩色或灰度图像,且分辨率越高效果越好。     

基于GPU的实时素描风格渲染算法

为了更好地模拟素描画中线条的轻重变化和明暗变化,提出了一种改进的素描风格渲染算法。将渲染过程分为轮廓线绘制、纹理绘制和色调调整三个部分;在轮廓线染绘制过程中采用多重采样来辨识轮廓线,利用卡方分布和紊乱场来模拟生成素描化线条绘制;在纹理渲染绘制中,利用模型的切线和副法线生成多个方向场,通过对白噪声纹理的线性卷积( LIC)生成素描化纹理;通过牛顿插值法重新计算了输出曲线解决多重渲染混合后绘制效果偏灰问题。实验结果显示改进后素描风格渲染算法具有更高的渲染效率和更好的渲染效果。算法能够较好地实现素描风格的渲染效果,并可广泛适用于影视游戏开发中。     

Image-based pencil drawing synthesized using convolutional neural network feature maps

In most cases, the conventional pencil-drawing-synthesized methods were in terms of geometry and stroke, or only used classic edge detection method to extract image edge characters. In this paper, we propose a new method to produce pencil drawing from natural image. The synthesized result can not only generate pencil sketch drawing, but also can save the color tone of natural image and the drawing style is flexible. The sketch and style are learned from the edge of original natural image and one pencil image exemplar of artist’s work. They are accomplished through using the convolutional neural network feature maps of a natural image and an exemplar pencil drawing style image. Large-scale bound-constrained optimization (L-BFGS) is applied to synthesize the new pencil sketch whose style is similar to the exemplar pencil sketch. We evaluate the proposed method by applying it to different kinds of images and textures. Experimental results demonstrate that our method is better than conventional method in clarity and color tone. Besides, our method is also flexible in drawing style.     

交互式着色的彩色铅笔画生成方法

提出了一种基于卷积算子的铅笔滤镜生成算法,能够方便快速地产生用户所需要的各种类型的铅笔滤镜;在此基础上,设计了一种新的基于局部色彩扩散原理的交互式彩色铅笔画生成算法。实验证明,该算法在保持铅笔纹理的物理特性及绘画特征的同时,能够快速将输入图像转化为彩色铅笔画效果,取得了较满意的效果。     

A Stylized Approach for Pencil Drawing from Photographs

We present a stylized scheme that produces pencil drawings in a range of styles from an image. To produce controllable pencil drawing effects and remedy the problems of existing convolution‐based schemes, we develop a swing bilateral LIC (SBL) filter. Our first approach to express the styled pencil drawings is to control the directions of pencil strokes that depicts both shapes and smooth tone. Another approach is to produce colors of pencil drawings by sampling colors from real color pencils. The third approach is to mimic the artistic technique that increases the details of drawings in a progressive manner. We present drawings in several styles and compare some of them directly with illustrations taken from an artists' work.     

Observational Models of Graphite Pencil Materials

This paper presents models for graphite pencil, drawing paper, blenders, and kneaded eraser that produce realistic looking pencil marks, textures, and tones. Our models are based on an observation of how lead pencils interact with drawing paper, and on the absorptive and dispersive properties of blenders and erasers interacting with lead material deposited over drawing paper. The models consider parameters such as the particle composition of the lead, the texture of the paper, the position and shape of the pencil materials, and the pressure applied to them. We demonstrate the capabilities of our approach with a variety of images and compare them to digitized pencil drawings. We also present image-based rendering results implementing traditional graphite pencil tone rendering methods.     

线积分卷积与双色调映射相结合的彩色素描模拟方法

目的 目前学者已经设计了很多模拟油画、水彩、水墨等风格的非真实感绘制方法,而能够生成彩色素描的算法还不是很多。针对这一课题,在前人工作的基础上,结合线积分卷积与双色调映射技术,改进了一种彩色素描模拟方法。方法 首先基于K-means聚类对彩色图像进行分割,通过计算色彩差异性为每个区域指定两种基本色,并利用双色调映射技术计算每种颜色的密度。而后利用线积分卷积分别生成两个基本色层的素描纹理,并将两层纹理相融合来生成彩色纹理。与此同时,利用霓虹变换生成素描轮廓线。最后,将轮廓与彩色纹理相融合来得到彩色素描效果。结果 实验结果表明,本文方法能够实现由彩色图像到彩铅画的自动、实时转化。结论 本文方法从轮廓和纹理两个角度模拟了真实的彩铅绘画过程。基于K-means聚类的分割方法得到的结果能够更好地反映彩色图像的颜色分布特性。通过色彩差异性计算指定基本色的策略提高了该环节的效率,满足了实时性要求。由于粉笔、蜡笔等绘画风格的调色与彩铅画类似,本文不同颜色层上下叠加的方式可以扩展到对其他介质绘画的模拟当中。     

一种改进的铅笔画的生成方法

给出了一种改进的根据真实2D图像自动生成相应的非真实感铅笔画的方法。首先将彩色图像进行霓虹处理,再进行反相计算和灰度化,就可以产生铅笔画中的轮廓效果。其次,为了更好地产生铅笔画的光照效果及其局部走势纹理,采用线积分卷积(LIC)的方法来生成类似的效果,并且用适当的图像分割方法来获取进行LIC处理的有意义的区域。实验结果表明,本文的方法与以往的方法相比,能生成具有不同风格的效果,并且生成的速度更快。     

PencilArt: A Chromatic Penciling Style Generation Framework

Non‐photorealistic rendering has been an active area of research for decades whereas few of them concentrate on rendering chromatic penciling style. In this paper, we present a framework named as PencilArt for the chromatic penciling style generation from wild photographs. The structural outline and textured map for composing the chromatic pencil drawing are generated, respectively. First, we take advantage of deep neural network to produce the structural outline with proper intensity variation and conciseness. Next, for the textured map, we follow the painting process of artists to adjust the tone of input images to match the luminance histogram and pencil textures of real drawings. Eventually, we evaluate PencilArt via a series of comparisons to previous work, showing that our results better capture the main features of real chromatic pencil drawings and have an improved visual appearance.     

Query by image and video content: the QBIC system

Research on ways to extend and improve query methods for image databases is widespread. We have developed the QBIC (Query by Image Content) system to explore content-based retrieval methods. QBIC allows queries on large image and video databases based on example images, user-constructed sketches and drawings, selected color and texture patterns, camera and object motion, and other graphical information. Two key properties of QBIC are (1) its use of image and video content-computable properties of color, texture, shape and motion of images, videos and their objects-in the queries, and (2) its graphical query language, in which queries are posed by drawing, selecting and other graphical means. This article describes the QBIC system and demonstrates its query capabilities. QBIC technology is part of several IBM products