专利名称：一种彩色铅笔画的生成方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及图像处理技术，尤其涉及一种彩色铅笔画的生成方法和系统。
背景技术：
彩色铅笔画是以铅笔为媒介，用线条来表现或景物的艺术形式。手工创作彩色铅笔画要求作者具有一定的美术功底，因此计算机模拟生成素描画具有重要的应用和娱乐价值。当前用户可以通过专用的软件(例如Photoshop等)对照片、图像或视频流图像进行处理，形成彩色铅笔画的效果，但是这种生成方法复杂，算法总体步骤复杂，实现效率低。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述生成彩色铅笔画的方法复杂、效率低的缺陷，提供一种方法简单、效率高的彩色铅笔画的生成方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是构造一种彩色铅笔画的生成方法， 用于对彩色图像进行处理以生成彩色铅笔画，包括
51.在彩色图像的当前颜色通道开一个以当前像素点为中心的N*N窗口，其中，N为大于1的奇数；
52.通过比较当前像素点的像素值与窗口内其它像素点的像素值的大小来确定算子；
53.根据算子及所述当前像素点的像素值计算轮廓加强因子；
54.根据所述轮廓加强因子对所述当前像素点的像素值进行处理，以生成彩色铅笔画中对应的当前通道的当前像素点的像素值。在本发明所述的彩色铅笔画的生成方法中，所述步骤S2包括
521.判断当前像素点的像素值是否大于窗口内其它任一个像素点的像素值，若是，则执行步骤S22 ；若否，则执行步骤S23 ；
522.设算子为零，执行步骤S3；
523.将当前像素点的像素值分别与窗口内其它像素点的像素值逐一相减再取绝对值， 设算子为所得到的绝对值中的最大值，然后执行步骤S3。在本发明所述的彩色铅笔画的生成方法中，在所述步骤S3中，根据下面的公式计算轮廓加强因子
Figure(i, j)=1/ (CRYSTAL(i, j)/sqrt(PSrc(i, j)+c)/a+b)
其中，Figure (i,j)为轮廓加强因子，CRYSTAL (i，j)为算子，sqrt ()为开平方， PSrc (i,j)为彩色图像的当前通道的当前像素点的像素值，a、b、c分别为系数，且满足 1彡a彡100，1彡b彡10，1彡c彡500。在本发明所述的彩色铅笔画的生成方法中，在所述步骤S4中，根据下面公式计算彩色铅笔画中所对应的当前通道的当前像素点的像素值
PDst (i, j) =PSrc (i, j)+ Scale* [(255- PSrc (i, j)) ^Figure (i, j)]
其中，PDst (i,j)为彩色铅笔画的当前通道的当前像素点的像素值，Scale为系数，且满足 OGcale ^ 1。在本发明所述的彩色铅笔画的生成方法中，N=3。本发明还构造一种彩色铅笔画的生成系统，用于对彩色图像进行处理以生成彩色铅笔画，包括
窗口选取单元，用于在彩色图像的当前颜色通道开一个以当前像素点为中心的N*N窗口，其中，N为大于1的奇数；
算子计算单元，用于通过比较当前像素点的像素值与窗口内其它像素点的像素值的大小来确定算子；
加强因子计算单元，用于根据算子及所述当前像素点的像素值计算轮廓加强因子； 像素值计算单元，用于根据所述轮廓加强因子对所述当前像素点的像素值进行处理， 以生成彩色铅笔画中对应的当前通道的当前像素点的像素值。在本发明所述的彩色铅笔画的生成系统中，所述算子计算单元包括
判断子单元，用于判断当前像素点的像素值是否大于窗口内其它任一个像素点的像素
值；
第一计算子单元，用于在当前像素点的像素值大于窗口内其它任一个像素点的像素值时，设算子为零；
第二计算子单元，用于在当前像素点的像素值不大于窗口内其它任一个像素点的像素值时，将当前像素点的像素值分别与窗口内其它像素点的像素值逐一相减再取绝对值，设算子为所得到的绝对值中的最大值。在本发明所述的彩色铅笔画的生成系统中，所述加强因子计算单元根据下面的公式计算轮廓加强因子
Figure(i, j)=1/ (CRYSTAL(i, j)/sqrt(PSrc(i, j)+c)/a+b)
其中，Figure (i，j)为轮廓加强因子，CRYSTAL (i，j)为算子，sqrt ()为开平方， PSrc (i, j)为彩色图像的当前通道的当前像素点的像素值，a、b、c分别为系数，且满足 1彡a彡100，1彡b彡10，1彡c彡500。在本发明所述的彩色铅笔画的生成系统中，所述像素值计算单元根据下面公式计算彩色铅笔画中对应的当前通道的当前像素点的像素值
PDst (i, j) =PSrc (i, j)+ Scale* [(255- PSrc (i, j)) ^Figure (i, j)] 其中，PDst (i,j)为彩色铅笔画的当前通道的当前像素点的像素值，Scale为系数，且满足 0<Scale ( 1。在本发明所述的彩色铅笔画的生成系统中，N=3。实施本发明的技术方案，步骤简单且实现效率高。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中 图1是本发明彩色铅笔画的生成方法实施例一的流程图2是图1中步骤S2优选实施例的流程图； 图3A是一张彩色图像片；
图:3B是将图3A的彩色图像片按照本发明彩色铅笔画的生成方法所生成的彩色铅笔画；
图4是本发明彩色铅笔画的生成系统实施例一的逻辑图； 图5是图4中算子计算单元优选实施例的逻辑图。
具体实施例方式首先说明的是，假设所使用的图片有三个颜色通道，分别为R (红)通道、G (绿)通道、B (蓝)通道。另外，在进行图像处理时，都是逐个像素点进行的，而针对每个像素点，其包含有三个值，分别对应于三个颜色通道，该三个值具体为R通道的像素值、G通道的像素值和B通道的像素值。如图1所示，在本发明彩色铅笔画的生成方法实施例一的流程图中，该生成方法包括
Si.在彩色图像的当前颜色通道开一个以当前像素点为中心的N*N窗口，其中，N为大于1的奇数，例如N为3，另外，在该步骤中，还应当说明的是，若窗口内除当前像素点外的其它像素点中的至少一个不存在时，例如，当前像素点是第一行第一列的像素点，该3*3窗口内除当前像素点外仅存在三个像素点，其它五个像素点都不存在，则该五个像素点的像素值直接取零；
52.通过比较当前像素点的像素值与窗口内其它像素点的像素值的大小来确定算子；
53.根据算子及所述当前像素点的像素值计算轮廓加强因子；
54.根据所述轮廓加强因子对所述当前像素点的像素值进行处理，以生成彩色铅笔画中对应的当前通道的当前像素点的像素值。图2是图1中步骤S2优选实施例的流程图，该步骤S2包括以下步骤
521.判断当前像素点的像素值是否大于窗口内其它任一个像素点的像素值，若是，则执行步骤S22 ；若否，则执行步骤S23 ；
522.设算子为零，执行步骤S3；
523.将当前像素点的像素值分别与窗口内其它像素点的像素值逐一相减再取绝对值，设算子为所得到的绝对值中的最大值，然后执行步骤S3，例如，以3*3为例，若 CRYSTAL(i, j)为待计算的算子，PSrc (i,j)为彩色图像的当前通道的当前像素点的像素值，则
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)分别是 3*3 窗口内与 PSrc (i, j)相邻的像素
点的像素值。在上述实施例的步骤S3中，可根据下面的公式计算轮廓加强因子 Figure(i, j)=1/ (CRYSTAL(i, j)/sqrt(PSrc(i, j)+c)/a+b)
其中，Figure (i,j)为轮廓加强因子，CRYSTAL (i，j)为算子，sqrt ()为开平方， PSrc (i,j)为彩色图像的当前通道的当前像素点的像素值，a、b、c分别为系数，且满足1彡a彡100,1彡b彡10，1彡c彡500，a优选取10，b优选取1，c优选取1。在上述实施例的步骤S4中，根据下面公式计算彩色铅笔画中所对应的当前通道的当前像素点的像素值
PDst (i, j) =PSrc (i, j)+ Scale* [(255- PSrc (i, j)) ^Figure (i, j)] 其中，PDst(i，j)为彩色铅笔画的当前通道的当前像素点的像素值，Scale为系数，且满足(KkaleS 1。需说明的是，Scale取值越逼近零时，彩色图像几乎不改变，相反，Scale 取值越逼近1时，图像轮廓会变得比较粗大，Scale优选取0. 7。以上仅介绍了对当前颜色通道的当前像素点进行处理，在实际处理时，不断循环步骤S1-S4，直到该彩色图像的各个颜色通道的所有像素点都完成处理，这样便可得到该彩色图像所对应的彩色铅笔画的效果图。例如，结合图3A和图;3B，图3A是处理前的彩色图像， 图3B是使用上述方法对图3A的彩色图像进行处理后生成的彩色铅笔画的效果图。另外， 还需要说明的是，对于彩色图像的各个颜色通道，可以按任意顺序进行处理，也可同时进行处理。图4是本发明彩色铅笔画的生成系统实施例一的逻辑图，该生成系统包括依次相连的窗口选取单元100、算子计算单元200、加强因子计算单元300和像素值计算单元400。 其中，窗口选取单元100用于在彩色图像的当前颜色通道开一个以当前像素点为中心的 N*N窗口，其中，N为大于1的奇数，例如，N=3 ；算子计算单元200用于通过比较当前像素点的像素值与窗口内其它像素点的像素值的大小来确定算子；加强因子计算单元300用于根据算子及所述当前像素点的像素值计算轮廓加强因子；像素值计算单元400用于根据所述轮廓加强因子对所述当前像素点的像素值进行处理，以生成彩色铅笔画中对应的当前通道的当前像素点的像素值。图5是图4中算子计算单元优选实施例的逻辑图，在该实施例中，算子计算单元 200包括判断单元201及与判断单元201相连的第一计算子单元202和第二计算子单元 203。其中，判断子单元201用于判断当前像素点的像素值是否大于窗口内其它任一个像素点的像素值；第一计算子单元202用于在当前像素点的像素值大于窗口内其它任一个像素点的像素值时，设算子为零；第二计算子单元203用于在当前像素点的像素值不大于窗口内其它任一个像素点的像素值时，将当前像素点的像素值分别与窗口内其它像素点的像素值逐一相减再取绝对值，设算子为所得到的绝对值中的最大值。优选地，加强因子计算单元300根据下面的公式计算轮廓加强因子 Figure(i, j)=1/ (CRYSTAL(i, j)/sqrt(PSrc(i, j)+c)/a+b)
其中，Figure (i,j)为轮廓加强因子，CRYSTAL (i，j)为算子，sqrt ()为开平方， PSrc (i,j)为彩色图像的当前通道的当前像素点的像素值，a、b、c分别为系数，且满足 1彡a彡100，1彡b彡10，1彡c彡500。优选地，像素值计算单元400根据下面公式计算彩色铅笔画中对应的当前通道的当前像素点的像素值
PDst (i, j) =PSrc (i, j)+ Scale* [(255- PSrc (i, j)) ^Figure (i, j)] 其中，PDst (i,j)为彩色铅笔画的当前通道的当前像素点的像素值，Scale为系数，且满足 0<Scale ( 1。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
权利要求
1.一种彩色铅笔画的生成方法，用于对彩色图像进行处理以生成彩色铅笔画，其特征在于，包括51.在彩色图像的当前颜色通道开一个以当前像素点为中心的N*N窗口，其中，N为大于1的奇数；52.通过比较当前像素点的像素值与窗口内其它像素点的像素值的大小来确定算子；53.根据算子及所述当前像素点的像素值计算轮廓加强因子；54.根据所述轮廓加强因子对所述当前像素点的像素值进行处理，以生成彩色铅笔画中对应的当前通道的当前像素点的像素值。
2.根据权利要求1所述的彩色铅笔画的生成方法，其特征在于，所述步骤S2包括521.判断当前像素点的像素值是否大于窗口内其它任一个像素点的像素值，若是，则执行步骤S22 ；若否，则执行步骤S23 ；522.设算子为零，执行步骤S3；523.将当前像素点的像素值分别与窗口内其它像素点的像素值逐一相减再取绝对值， 设算子为所得到的绝对值中的最大值，然后执行步骤S3。
3.根据权利要求2所述的彩色铅笔画的生成方法，其特征在于，在所述步骤S3中，根据下面的公式计算轮廓加强因子Figure(i, j)=1/ (CRYSTAL(i, j)/sqrt(PSrc(i, j)+c)/a+b)其中，Figure (i,j)为轮廓加强因子，CRYSTAL (i，j)为算子，sqrt ()为开平方， PSrc (i,j)为彩色图像的当前通道的当前像素点的像素值，a、b、c分别为系数，且满足 1彡a彡100，1彡b彡10，1彡c彡500。
4.根据权利要求3所述的彩色铅笔画的生成方法，其特征在于，在所述步骤S4中，根据下面公式计算彩色铅笔画中所对应的当前通道的当前像素点的像素值PDst (i, j) =PSrc (i, j)+ Scale* [(255- PSrc (i, j)) ^Figure (i, j)]其中，PDst(i，j)为彩色铅笔画的当前通道的当前像素点的像素值，Scale为系数，且满足 OGcale ( 1。
5.根据权利要求1-4任一项所述的彩色铅笔画的生成方法，其特征在于，N=3。
6.一种彩色铅笔画的生成系统，用于对彩色图像进行处理以生成彩色铅笔画，其特征在于，包括窗口选取单元，用于在彩色图像的当前颜色通道开一个以当前像素点为中心的N*N窗口，其中，N为大于1的奇数；算子计算单元，用于通过比较当前像素点的像素值与窗口内其它像素点的像素值的大小来确定算子；加强因子计算单元，用于根据算子及所述当前像素点的像素值计算轮廓加强因子；像素值计算单元，用于根据所述轮廓加强因子对所述当前像素点的像素值进行处理， 以生成彩色铅笔画中对应的当前通道的当前像素点的像素值。
7.根据权利要求6所述的彩色铅笔画的生成系统，其特征在于，所述算子计算单元包括判断子单元，用于判断当前像素点的像素值是否大于窗口内其它任一个像素点的像素第一计算子单元，用于在当前像素点的像素值大于窗口内其它任一个像素点的像素值时，设算子为零；第二计算子单元，用于在当前像素点的像素值不大于窗口内其它任一个像素点的像素值时，将当前像素点的像素值分别与窗口内其它像素点的像素值逐一相减再取绝对值，设算子为所得到的绝对值中的最大值。
8.根据权利要求7所述的彩色铅笔画的生成系统，其特征在于，所述加强因子计算单元根据下面的公式计算轮廓加强因子Figure(i, j)=1/ (CRYSTAL(i, j)/sqrt(PSrc(i, j)+c)/a+b)其中，Figure (i,j)为轮廓加强因子，CRYSTAL (i，j)为算子，sqrt ()为开平方， PSrc (i,j)为彩色图像的当前通道的当前像素点的像素值，a、b、c分别为系数，且满足 1彡a彡100，1彡b彡10，1彡c彡500。
9.根据权利要求8所述的彩色铅笔画的生成系统，其特征在于，所述像素值计算单元根据下面公式计算彩色铅笔画中对应的当前通道的当前像素点的像素值PDst (i, j) =PSrc (i, j)+ Scale* [(255- PSrc (i, j)) ^Figure (i, j)]其中，PDst(i，j)为彩色铅笔画的当前通道的当前像素点的像素值，Scale为系数，且满足 0<Scale ( 1。
10.根据权利要求6-9任一项所述的彩色铅笔画的生成系统，其特征在于，N=3。
全文摘要
本发明公开了一种彩色铅笔画的生成方法和系统，该彩色铅笔画的生成方法包括S1.在彩色图像的当前颜色通道开一个以当前像素点为中心的N*N窗口，其中，N为大于1的奇数；S2.通过比较当前像素点的像素值与窗口内其它像素点的像素值的大小来确定算子；S3.根据算子及所述当前像素点的像素值计算轮廓加强因子；S4.根据所述轮廓加强因子对所述当前像素点的像素值进行处理，以生成彩色铅笔画中对应的当前通道的当前像素点的像素值。实施本发明的技术方案，步骤简单且实现效率高。
文档编号G06T11/00GK102289831SQ201110301818
公开日2011年12月21日 申请日期2011年9月27日 优先权日2011年9月27日
发明者陆洋 申请人:深圳市万兴软件有限公司