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视频图像艺术化处理的研究与实现

作　者: 王文敬
导　师: 张建中
学　校: 电子科技大学
专　业: 软件工程
关键词: 非真实感绘制图像处理卡通化铅笔画
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 66次
引　用: 1次
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内容摘要

视频图像艺术化处理作为非真实感绘制的一个主要研究方面,有很大的研究前景与很丰富的研究内容。而近年来,视频图像的艺术化绘制的研究内容主要包括:1.提高视频图像艺术化的效果2.提高视频处理的实时性3.降低实现的算法复杂度等方面。而本文主要实现了一个视频艺术化处理系统,该系统是为了能够减少艺术家们在艺术绘画领域,复杂而又繁重的工作量而提出的,现实意义比较明显。该系统是在个人PC机上完成的。其中,由于DirectShow在视频流媒体处理有很大的优势,因此我们的视频艺术化处理过程主要是利用DirectShow来对视频进行处理的,同时还结合数字图像处理的方法,共同来完成艺术化效果的。其优点主要在算法方面简单可行,艺术效果和实时性方面基本能满足要求。在视频处理的过程中,我们所做的工作主要有:视频帧的提取,对图像的噪声进行平滑,通过边缘检测实现图像的轮廓增强,利用区域颜色的均一化处理和填充实现卡通效果,利用各种卷积操作完成浮雕、铅笔画等相关处理,用指针和图像的存储信息实现马赛克的效果,利用DirectX中的纹理来实现帧图像的3D显示等。而在图像的卡通处理中,主要基于图像的特征空间转换、双线性滤波、边缘检测、图像的伪量化处理以及图像的边缘变形等一系列流程所实现其卡通的效果。最后把图像的卡通与视频的艺术化集成在一起,实现了一套基于视频播放、摄像头捕捉、视频与图像艺术化处理的系统,并完成了整体框架的设计、算法设计与代码实现等。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-14
  1.1 引言  8
  1.2 论文的研究背景  8-9
  1.3 论文的研究意义  9-10
  1.4 NPR 技术及发展  10-12
  1.5 本文的组织结构  12-14
第二章视频的NPR 技术  14-25
  2.1 视频的NPR 概述  14-15
  2.2 视频的艺术化处理的相关技术  15-19
    2.2.1 DirectX 简介  16-17
    2.2.2 DirectShow 简介  17-19
  2.3 研究现状  19-23
    2.3.1 图像卡通处理  19-21
    2.3.2 视频艺术化处理  21-23
  2.4 研究内容  23-24
  2.5 本章小结  24-25
第三章相关的数字图像处理方法  25-36
  3.1 数字图像处理概述  25-26
  3.2 图像基础  26-29
    3.2.1 数字图像的表示  26-27
    3.2.2 图像的格式  27-29
  3.3 数字图像的处理方式介绍  29-35
    3.3.1 图像的灰度化处理  29-30
    3.3.2 图像的增强  30-33
    3.3.3 边缘检测  33-35
  3.4 本章小结  35-36
第四章视频图像艺术化处理的算法设计  36-57
  4.1 图像卡通处理的介绍  36
  4.2 图像卡通处理的算法设计  36-43
    4.2.1 图像的特征空间转化  37-38
    4.2.2 图像的双线性滤波  38-39
    4.2.3 卡通处理的边缘检测  39-41
    4.2.4 图像的伪量化处理  41-42
    4.2.5 基于图像的变形(IBW)  42-43
  4.3 视频艺术化处理的算法设计  43-56
    4.3.1 视频序列的帧提取  43-44
    4.3.2 基于帧的数字图像处理的介绍  44
    4.3.3 图像平滑滤波算法  44-51
      4.3.3.1 选择式掩模平滑法  45-47
      4.3.3.2 高斯平滑滤波器的原理  47-48
      4.3.3.3 离散高斯平滑滤波器的设计  48-51
    4.3.4 图像边缘检测算法  51-54
      4.3.4.1 经典算子  51-53
      4.3.4.2 Canny 边缘检测算法  53-54
    4.3.5 图像的区域划分与颜色填充算法  54-56
  4.4 本章小结  56-57
第五章视频图像艺术化处理的系统实现  57-74
  5.1 视频图像艺术化处理的总体设计  57-58
  5.2 系统框架的各模块设计  58-69
    5.2.1 视频帧提取模块  58-65
      5.2.1.1 Filter 的开发  58-60
      5.2.1.3 开发VideoProcessing Filter  60-63
      5.2.1.3 封装Filter 类.  63-65
    5.2.2 图像的艺术化模块  65-68
      5.2.2.1 图像的浮雕效果  65-66
      5.2.2.2 图像的铅笔画  66-67
      5.2.2.3 图像的马赛克技术  67
      5.2.2.4 图像的卡通效果  67-68
    5.2.3 基于帧图像的其他处理  68-69
      5.2.3.1 亮度对比度处理  68
      5.2.3.2 帧图像的3D 显示  68-69
  5.3 系统测试  69-72
    5.3.1 测试环境介绍  69
    5.3.2 实时性测试  69-70
    5.3.3 效果测试  70-72
  5.4 本章小结  72-74
第六章总结与展望  74-76
  6.1 总结  74-75
  6.2 展望  75-76
致谢  76-77
参考文献  77-80
攻硕期间取得的研究成果  80-81

视频图像艺术化处理的研究与实现

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