基于边缘检测的动漫素材采集装置的制作方法

本发明属于图像传感和图像处理(Image Sensing and Processing)技术领域。

(二)

背景技术：

图像作为人类感知世界的视觉基础，是人类从客观世界获取信息的重要来源。决定图像画质的关键因素是图像传感器的类型与尺寸。目前用于拍摄图像的数码相机、数码摄像机及移动设备摄像头等产品中采用的图像传感器主要是CCD和CMOS传感器，两者均利用感光二极管进行光电转换，将数字图像转化为数字数据。

图像信息最主要来自其边缘和轮廓。边缘检测是图像处理与分析中最基础的内容之一。所谓边缘，其实是图像周围像素灰度急剧变化的那些像素的集合，是图像最基本的特征。同样，动漫人物的轮廓是动漫人物形象最基本的特征。因此，漫画家设计动漫人物形象的第一步就是勾勒出动漫人物的轮廓，然后再进行配色等操作。漫画家勾勒出的动漫画人物形象是否能得到大众认可和喜爱，是决定一部动漫作品是否成功的重要因素之一。因此，漫画家在绘制动漫人物素材时会付出诸多的时间和精力。而动漫原始素材需要通过手绘完成，所以制作动漫素材的周期会比较长。

(二)

技术实现要素：

针对上述情况，本发明的目的是提供一种采集动漫素材的装置。本装置有普通摄像设备采集和移动智能终端采集两种模式。其中，普通摄像设备采集模式是利用单反相机等设备拍摄视频，对摄像头捕捉到的连续的图像帧实时地做边缘检测处理，将每一帧图像分别采集和保存；移动智能终端采集模式是通过在移动设备上利用开源计算机视觉库(OpenCV)开发边缘检测APP对其拍摄的视频直接做边缘检测处理，然后对图像帧分别采集和保存。采集到的连续的边缘检测图像帧还可以用Photoshop软件做进一步处理，然后将其作为动漫素材从而缩短动漫素材制作周期。

为了实现上述目的，本发明所采用的采集动漫原始素材的装置，具体方案如下：

普通摄像设备采集模式下利用摄像设备拍摄视频，在拍摄的同时对摄像头捕获的连续的图像帧利用可编程逻辑门阵列(FPGA)对其做图像灰度化、高斯平滑滤波、计算梯度幅值和方向、非极大值抑制和滞后阈值处理后得到边缘检测图像视频,再将处理后的图像帧分别进行采集和保存，最后得到的连续图像帧即为原始动漫素材。移动智能终端采集模式下利用边缘检测APP对移动设备拍摄的视频做图像灰度化、高斯平滑滤波、计算梯度幅值和方向、非极大值抑制和滞后阈值处理得到边缘检测图像视频，再用FPGA将每一帧图像分离出来并采集保存。得到的原始动漫素材还可以通过USB接口输出到电脑后，用Photoshop软件对其做进一步处理。

(三)附图说明

图1是本发明的普通设备采集模式装置示意图。

图2是本发明的视频图形阵列(VGA)的实验示意图(普通设备采集模式)。

图3是本发明的通用串行总线(USB)实验示意图(普通设备采集模式)。

图4是本发明的打印机实验示意图(普通设备采集模式)。

图5是本发明的移动智能终端采集模式装置示意图。

图1、图2、图3、图4、图5中的数字分别代表如下实验器件：

1-摄像设备

2-视频接收模块

3-可编程逻辑门阵列电路(FPGA)模块

4-VGA接口

5-USB芯片及USB接口模块

6-打印机接口

7-电源供电

8-电脑显示器

9-个人电脑USB接口

10-打印机

11-移动智能终端设备(智能手机、平板电脑等)

12-USB接口模块

(四)具体实施方式

下面结合具体实验例子和附图，对本发明作具体说明。

由图1所示，本发明中的装置整体框架，各部件分别说明如下：

摄像设备1，用于拍摄视频获取视频信号；

视频接收模块2，用于接收由摄像设备传过来的视频信号，并发出数据及控制信号供给FPGA；可编程逻辑门阵列电路(FPGA)模块3，对视频信号进行图像帧采集并处理；

VGA接口4，用于直接连接电脑显示器。

USB芯片及USB接口模块5，作为预留通信接口；

打印机接口6，连接打印机，打印处理后的图像。

由图2所示，本发明中的VGA实验示意图，实验目的是将采集处理后的视频图像帧直接上传电脑显示器进行显示。其中：

电源7，为装置供电；

电脑显示器8，用于接收VGA信号，进行显示。

图3为本发明中的USB信号流程图，包括：

视频接收模块2，用于接收由摄像设备传过来的视频信号，并发出数据及控制信号供给FPGA；可编程逻辑门阵列电路(FPGA)模块3，对视频信号进行图像帧采集并处理；

USB芯片及USB接口模块5，作为预留通信接口；

电源7，为装置供电；

USB接口9，将FPGA处理后得到的视频图像直接上传至电脑，用Photoshop软件做进一步处理。

图4为本发明中的打印机实验示意图，实验目的是打印经FPGA处理后得到的视频图像。其中：

电源7，为装置供电；

打印机接口6，连接打印机；

打印机10，打印经FPGA处理后的图像

图5为本发明通过在移动设备上利用OpenCV开发边缘检测APP来采集动漫原始素材的装置框架图，其中：

移动智能终端设备11，利用在设备上开发的边缘检测APP,直接拍摄视频并对其图像帧做边缘检测；

USB接口模块12，将移动智能设备传过来的视频信号传送给FPGA；

可编程逻辑门阵列电路(FPGA)模块3，对视频信号进行图像帧进行采集和保存；

VGA接口4，用于直接连接电脑显示器。

USB芯片及USB接口模块5，作为预留通信接口；

打印机接口6，连接打印机，打印处理后的图像。

本发明的工作过程如下：

摄像设备1拍摄视频，获取视频信号；经过视频接收器2，发出数据及控制信号供给FPGA；然后，通过可编程逻辑门阵列电路(FPGA)模块3对输入的视频信号利用图像处理技术对其做图像灰度化、高斯平滑滤波、计算梯度幅值和方向、非极大值抑制和滞后阈值处理；视频信号经FPGA模块3处理后转换为VGA信号，VGA接口4，用于传输VGA信号；USB芯片及USB接口模块5，作为预留通信接口；打印机接口6，连接打印机，打印处理后的视频图像；电源7，为装置供电；电脑显示器8，用于接收VGA信号，进行显示；通过USB接口9将FPGA处理后得到的视频图像直接上传至电脑，用电脑上的Photoshop软件做进一步处理。打印机10，打印经FPGA处理后的视频图像。

(六)主要技术优势

本发明能实现对动漫原始素材的采集，将处理后的动漫素材直接上传电脑显示器进行显示并可通过打印机打印出来。本发明采用图像传感和图像处理技术，对拍摄的视频进行实时边缘检测处理速度快，动漫素材采集速度快，可应用于缩短动漫素材制作周期、激发漫画家创作灵感、幼童DIY填涂图画等。