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线条画艺术风格转换技术的研究

作　者: 陈刚
导　师: 白宝钢
学　校: 温州大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 非真实感绘制线条画风格转换绘制系统
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

非真实感绘制(NRP)技术于上世纪九十年代开始逐渐成为计算机绘制领域的研究热点之一。与真实感绘制技术试图尽最大努力模拟真实世界的目标大不相同,非真实感绘制技术将重心放在如何以特定风格展现绘制对象的艺术特点以及模拟艺术作品的艺术效果。线条画是一种创作方式简单、艺术表现力强、深受大众喜爱并在生产生活中发挥巨大作用的艺术形式。对其风格进行提取与转换是非真实感绘制领域的重要组成部分和研究的热点之一。本文的核心研究内容是:如何从具有特定风格的样本图中提取线条风格,并将其应用到不具备此种风格的目标图中,使其拥有与样本图类似的风格。为了达到这一目的,我们在对艺术作品中线条的特征和导致这些特征的原因进行分析和研究的基础上,提出了一套新的线条画风格转换的框架,并且实现了一个基于该框架的原型系统。本文提出的框架由风格获取和风格合成两部分组成。实现的方法大致如下:首先通过一系列基于图像处理方法从样本图中提取每根线条;然后按照风格线条模型量化线条风格;最后将获取的风格应用到去风格化后的目标图中完成风格的转换。实验结果表明,本文提出的方法能够取得较好的风格转换效果,并且相较于前人的工作,该方法具有以下几个方面的优点:1)能够克服多分辨率曲线方法难以结合除线条几何属性之外的视觉属性的缺点;2)能够大大降低对样本数量的要求;3)可以设置各种视觉属性的风格夸张度,从而达到风格可调的目的。当然在具体的实现中仍然存在一些不足之处,但相信随着实现算法的不断改进,这些不足将会被逐渐克服。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-13
  1.1 课题研究背景及意义  7-8
  1.2 非真实感绘制概述  8-9
  1.3 国内外研究概况  9-11
    1.3.1 硬笔画风格绘制技术  9-10
    1.3.2 湿颜料画风格绘制技术  10-11
  1.4 本文的主要研究工作  11-12
  1.5 本文的内容组织  12-13
第二章相关知识  13-24
  2.1 线条画绘制技术  13-21
    2.1.1 早期的线条画绘制技术  14-15
    2.1.2 基于样本的方法  15-17
    2.1.3 基于多分辨率曲线的方法  17-19
    2.1.4 基于平面形状演化的方法  19
    2.1.5 基于曲率的方法  19-20
    2.1.6 基于图像变形的方法  20-21
    2.1.7 基于路径-风格（path-style）模型的方法  21
  2.2 骨架化算法  21-23
    2.2.1 细化  22
    2.2.2 中轴变换  22-23
  2.3 本章小结  23-24
第三章模型定义及线条画输入  24-32
  3.1 线条画模型定义  24-27
    3.1.1 线条风格的研究  24-25
    3.1.2 线条风格模型  25-26
    3.1.3 线条画形式化表示  26-27
  3.2 线条画内容提取  27-30
    3.2.1 扫描图灰度化  27-28
    3.2.2 图像噪声消除  28-29
    3.2.3 图像分割  29-30
  3.3 线条实际路径提取  30-31
  3.4 本章小结  31-32
第四章线条风格采样  32-42
  4.1 数字曲线及其相关计算  32-34
    4.1.1 基本概念  32
    4.1.2 曲线长度与曲率的计算  32-34
  4.2 特征路径的提取  34-35
  4.3 实际路径和特征路径弧长参数化  35-37
    4.3.1 实际路径的弧长参数化  35-36
    4.3.2 特征路径的弧长参数化  36-37
  4.4 线条风格获取  37-41
    4.4.1 线条风格分类方法  37-38
    4.4.2 建立偏移向量列表  38-39
    4.4.3 建立线条宽度采样列表  39-40
    4.4.4 建立线条颜色采样列表  40
    4.4.5 风格列表  40-41
  4.5 本章小结  41-42
第五章线条画风格合成  42-46
  5.1 目标图去风格化  42
  5.2 线条风格合成  42-44
    5.2.1 线条实际路径合成  42-43
    5.2.2 线条宽度、颜色合成及绘制  43-44
  5.3 风格配对策略  44-45
  5.4 本章小结  45-46
第六章系统设计与实现  46-53
  6.1 实现目的  46
  6.2 开发环境  46-47
    6.2.1 硬件平台  46
    6.2.2 软件平台  46-47
  6.3 系统整体设计  47
  6.4 系统交互流程设计  47-50
    6.4.1 风格获取流程  47-49
    6.4.2 风格合成流程  49-50
  6.5 实验结果和分析  50-52
  6.6 本章小结  52-53
第七章总结及展望  53-54
  7.1 全文工作总结  53
  7.2 展望  53-54
参考文献  54-58
致谢  58-59
攻读硕士期间发表的学术论文目录  59

线条画艺术风格转换技术的研究

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