一种自适应半色调绘制方法技术

本发明专利技术公开了一种自适应半色调绘制方法，基于目标图片的色彩特征，准备多种不同尺寸和特性的半色调算子，根据像素邻域的特征为每一个像素自适应地选择不同的半色调算子，将其转化为具有层次效果的二值像素点，绘制在画布图片上，形成特殊的半色调效果，其生成的半色调图像是有层次感的，富于变换的，半色调有趣味性，半色调图像具有可控制性。通过本发明专利技术的绘制方法，可以用于商业上的艺术设计方案、广告、产品展示等。

An adaptive halftone rendering method

The invention discloses an adaptive halftone rendering method, which prepares various halftone operators with different sizes and characteristics based on the color characteristics of the target picture, adaptively selects different halftone operators for each pixel according to the characteristics of the pixel neighborhood, and converts them into binary pixels with hierarchical effect for rendering. In canvas pictures, a special halftone effect is formed. The halftone image is hierarchical, transformational, interesting and controllable. The drawing method of the invention can be used for commercial art design scheme, advertisement, product display, etc.

【技术实现步骤摘要】
一种自适应半色调绘制方法
本专利技术涉及一种电子图片的半色调绘制方法，尤其涉及一种自适应半色调绘制方法，属于数字多媒体领域。
技术介绍
目前的半色调绘制方法，基本上都是关注于每种半色调绘制方法的具体实施方式，没有考虑源图片的图片色彩特征的变化，这些方法在进行半色调绘制的时候，对源图片使用统一的半色调算子进行半色调转换，无法适应源图片上丰富的色彩特征的变化。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：如何适应性地根据源图片的色彩特征选择不同转换算子。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是提供了一种自适应半色调绘制方法，其特征在于，包括以下步骤：1.读取目标图片的尺寸、维度信息以及图片的像素数据；2.建立画布图片，使得该画布图片与目标图片的尺寸相同，维度相同；3.从目标图片的像素值矩阵中选择一个当前像素k，使得pk＝T(x，y)，其中p是色彩值，T(x，y)是指从目标图片中获得的像素位置(x，y)的像素值；考察像素k位置周围区域的色彩特征，并将色彩特征归一化到0～1的数值；4.根据归一化数值，选择一个半色调算子，将该算子施加到k像素的邻域，计算得到新的像素值pk’，并根据预设阈值转化为黑、白二值；5.在画布图片上，使得C(x，y)＝pk’，C(x，y)是指从画布图片中获得的像素位置(x，y)的像素值；6.如果目标图片上还有未处理的像素，返回步骤3；否则到下一步；7.显示画布图片。优选地，所述的目标图片为彩色图片或者灰度图片。优选地，所述的步骤2中的建立画布图片是通过复制目标图片，即可直接得到画布图片。优选地，所述的步骤3中的像素的选择，要求是能够遍历所有的图片像素点。更进一步地，所述的步骤3中的像素的选择方法为顺序选择、随机选择。优选地，所述的步骤3中的像素的色彩特征：是指图片上某一像素的数字特征，包括像素的灰度值、色彩值、该像素邻域的统计值、纹理特征，这些特征的共性在于：可以用数值描述，且该数值可以归一化为0～1；像素邻域的统计值包括像素邻域的色彩均值、灰度均值、色彩方差、灰度方差、色彩分布、灰度分布。优选地，所述的步骤4中的选择半色调算子：根据该像素的归一化数值，分别选择不同的半色调算子；所述的半色调算子：有一系列的半色调算子供每一个像素选择，其选择依据就是该像素邻域的色彩特征归一化值，半色调算子有多种不同尺寸的算子可供选择。优选地，所述的步骤4中的预设阈值是经验值，设置为灰度值的中值。本专利技术基于目标图片的色彩特征，准备多种不同尺寸和特性的半色调算子，根据像素邻域的特征为每一个像素自适应地选择不同的半色调算子，将其转化为具有层次效果的二值像素点，绘制在画布图片上，形成特殊的半色调效果，其生成的半色调图像是有层次感的，富于变换的，半色调有趣味性，半色调图像具有可控制性。通过本专利技术的绘制方法，可以用于商业上的艺术设计方案、广告、产品展示等。附图说明图1为一种自适应半色调绘制方法的流程图。具体实施方式为使本专利技术更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。本专利技术为一种自适应半色调绘制方法，以自适应的方式将目标图片转化为半色调图片，并在屏幕上显示。如图1所示，本专利技术的绘制方法包括以下步骤：1.读取目标图片T的尺寸、维度信息以及图片的像素数据；目标图片可以是彩色或者灰度图片，大部分情况下是灰度图片；在本实施例中，选用一张灰度图片T。2.建立画布图片C，使得该画布图片与目标图片尺寸相同，维度相同；在本实施例中，复制目标图片T，直接得到画布图片C，在后续操作中逐步替代画布图片C中的像素值即可。3.从目标图片T的像素值矩阵中选择一个当前像素k，使得pk＝T(x，y)，其中p是色彩值，T(x，y)是指从目标图片T中获得的像素位置(x，y)的像素值。考察像素k位置周围区域的色彩特征，并将色彩特征归一化到0～1的数值；像素的选择方法：可以顺序选择、随机选择或者其他选择方法，要求是能够遍历所有的图片像素点；像素的色彩特征：是指图片上某一像素的数字特征，比如像素的灰度值、色彩值(红、绿、蓝分量值)、该像素邻域的统计值(其邻域的色彩均值、灰度均值、色彩方差、灰度方差、色彩分布、灰度分布等)、纹理特征等，这些特征的共性在于：可以用数值描述，且该数值可以归一化为0～1；在本实施例中，按照从上到下、从左到右的顺序依次选择像素，用像素3×3邻域的方差特征作为像素的色彩特征。4.根据归一化数值，选择一个半色调算子，将该算子施加到k像素的邻域，计算得到新的像素值pk’，并根据预设阈值转化为黑、白二值；选择半色调算子：根据该像素的归一化数值，分别选择不同的半色调算子；半色调算子：在本实施例中，有一系列的半色调算子供每一个像素选择，其选择依据就是该像素邻域的色彩特征归一化值，半色调算子通常具有误差传播特性，有多种不同尺寸的算子可供选择；在本实施例中，有3个半色调算子供选择用来计算pk’：算子a：在该2行3列的算子中，X表示与当前像素k重合的位置，算子其余5个数值对应于k周围5个对应的位置，其计算遵从算子计算常规方法：算子各位置的系数与k周围对应像素值相乘作和，其计算结果为pk’。以下计算方法相同。算子b：算子c：预设阈值：这个是经验值，一般设置为灰度值的中值，比如128；在本实施例中，阈值设置为128，考查像素领域特征的归一化数值所属区间，对于[0，0.333)，[0.334，0.666)，[0.666，1]三个不同区间，有以下三个不同算子相对应：区间[0，0.333)，选择算子a区间[0.333，0.666)，选择算子b区间[0.666，1]，选择算子c。5.在画布图片C上，使得C(x，y)＝pk’，也就是说，将值pk’赋给与像素k同位置的画布图片C上的像素；6.如果目标图片T上还有未处理的像素，返回步骤3；否则到下一步；7.显示画布图片。通过以上方案，将目标图片通过自适应的方式，在画布图片上完成半色调效果，其自适应的方式使得绘制效果非常具有冲击力和美感。其中：目标图片：指以电脑文件为存储方式的各类电子图片，包括彩色的或者灰度的图片，这些图片是用以转化为半色调图片的原图，转化后的效果应该是以这幅图为目标的。半色调绘制：将目标图片的各个灰度像素，以某种变换，转化为以黑或者白的像素点，绘制在新的画布上的方法。画布图片：是指待绘制的空白电子图像，在半色调绘制完成后形成所要效果的电子图片。绘画：是指以各种电子显示屏或者工具为载体的绘制方式。电子显示屏或者工具包括但不限于以下方式：电子纸显示屏，阴极射线成像显示，液晶显示、激光投影显示方式。其绘制是通过计算机传送视频信号到电子显示屏完成的。半色调算子：是指能够施加在图片色彩数据上、实施半色调绘制的数学运算的参数，这种数学运算的具体过程和方式取决于每一个具体实施方法。在半色调绘制中，这种计算称为误差传播计算，其计算得到的当前像素的值称为误差传播灰度值，根据预设的阈值，将当前像素转化为黑、白二值。色彩特征：是指图片像素元素的数字特征，比如像素的灰度值、色彩值(红、绿、蓝分量值)、区域统计值(某一像素区域的色彩均值、灰度均值、色彩方差、灰度方差、色彩分布、灰度分布等)、纹理等等。本专利技术可以选择一些已有的算子，根据各个算子的转换特征来选取。在本专利技术中主要根据色彩的方差的不同选择不同尺寸的算子。步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自适应半色调绘制方法，其特征在于，包括以下步骤：1.读取目标图片的尺寸、维度信息以及图片的像素数据；2.建立画布图片，使得该画布图片与目标图片的尺寸相同，维度相同；3.从目标图片的像素值矩阵中选择一个当前像素k，使得pk＝T(x，y)，其中p是色彩值，T(x，y)是指从目标图片中获得的像素位置(x，y)的像素值；考察像素k位置周围区域的色彩特征，并将色彩特征归一化到0～1的数值；4.根据归一化数值，选择一个半色调算子，将该算子施加到k像素的邻域，计算得到新的像素值pk’，并根据预设阈值转化为黑、白二值；5.在画布图片上，使得C(x，y)＝pk’，C(x，y)是指从画布图片中获得的像素位置(x，y)的像素值；6.如果目标图片上还有未处理的像素，返回步骤3；否则到下一步；7.显示画布图片。

【技术特征摘要】
1.一种自适应半色调绘制方法，其特征在于，包括以下步骤：1.读取目标图片的尺寸、维度信息以及图片的像素数据；2.建立画布图片，使得该画布图片与目标图片的尺寸相同，维度相同；3.从目标图片的像素值矩阵中选择一个当前像素k，使得pk＝T(x，y)，其中p是色彩值，T(x，y)是指从目标图片中获得的像素位置(x，y)的像素值；考察像素k位置周围区域的色彩特征，并将色彩特征归一化到0～1的数值；4.根据归一化数值，选择一个半色调算子，将该算子施加到k像素的邻域，计算得到新的像素值pk’，并根据预设阈值转化为黑、白二值；5.在画布图片上，使得C(x，y)＝pk’，C(x，y)是指从画布图片中获得的像素位置(x，y)的像素值；6.如果目标图片上还有未处理的像素，返回步骤3；否则到下一步；7.显示画布图片。2.如权利要求1所述的一种自适应半色调绘制方法，其特征在于，所述的目标图片为彩色图片或者灰度图片。3.如权利要求1所述的一种自适应半色调绘制方法，其特征在于，所述的步骤2中的建立画布图片是通过复制目标图片，即可直接得到画布图片。4.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：迟冬祥，
申请(专利权)人：上海电机学院，
类型：发明
国别省市：上海,31