交互式绝版套色木刻数字合成方法技术

本发明专利技术公开了交互式绝版套色木刻数字合成技术，采集刻痕图像，获取刻痕元素，并对刻痕元素进行编辑，生成刻痕库；将输入图像进行色彩聚类处理；按聚类后的颜色进行分层，得到各版次彩色模板和二值模板，对刻痕库中的刻痕采用刻痕绘制算法，将刻痕变形后放置到与彩色模板线条对应的位置，生成各版次黑白木刻图像并完成刻痕纹理的合成工作；进行着色和边缘绘制；得到最终的图像。本发明专利技术的有益效果是数字合成的绝版套刻效果图和艺术家实际创作的作品较为相似，效果好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于数字图像处理
，设及交互式绝版套色木刻数字合成技术。
技术介绍
绝版套色木刻版画，简称绝版套刻，是对普通木刻版画的一种延伸。普通套色木刻 采用多版套印的形式，而绝版套刻利用一版多套的原理，在同一版面上采用边刻边印的方 法完成作品套印，仅用一块木板，刻一版印一版。完成一次颜色印刷后，将画面需要该颜色 的部分刻去，使之在木板上呈现凹面，再次印刷时，该部分颜色保留在画面上，而其它部分 被再次印刷的颜色所覆盖，因此产生色彩重叠的特殊效果。由于每完成一次印刷均要进行 一次刻制，刻制之后无法印刷前一版内容，因此称为"绝版"。绝版套刻正因其特殊的创作形 式使其更具艺术价值。本专利技术通过计算机数字模拟技术，W数字的方式合成具有绝版套刻 效果的图像。。绝版套刻是一种极具云南地方特色和艺术价值的中国传统文化，因此数字模 拟合成该艺术形式不仅解决了其"绝版"问题，更是对中国传统文化的保留和传承。本专利技术 提出一种交互式云南绝版套色木刻版画数字合成方法，并开发了相关的软件系统。该方法 依靠笔刷绘制，操作简单快捷，同时提供了更加灵活的创作空间W产生不同风格的艺术作 品。 在非真实感绘制领域，套色木刻数字合成方面的研究并不多。MIZUNO,S.W等人 提出一个虚拟的木刻自动生成系统，对木刻版画中使用到的工具按物理特性建模，通过对 虚拟颜料的模拟来生成木刻版画。但该方法是对=维物理过程的模拟，交互过于复杂，计 算速度较慢。Mell〇b3等人提出基于图像的虚拟木刻风格化方法，先进行图像分割，然后计 算方向场、模拟木刻纹理，最后擅染纹理来完成木刻风格化绘制。但是该函数模型过于简 单，产生的线条较为单一，与真实的木刻刻痕存在较大差距。而且，该方法仅限于黑白木刻。 WinnemollerW提出一种扩展于高斯差分狂DOG)的风格化方法，该方法通过调整参数可W 得到铅笔画、炭笔画和黑白木刻画等风格化效果，但是该方法局限于图像边缘部分的风格 化，并且参数较多，不容易控制。解婉誉提出一种基于改进的ETF模型，在生成的流线 上放置刻痕纹理的木刻合成方法，其将图像分为前景背景，前景进行二值化后局部膨胀，再 贴入刻痕，背景采用纹理合成方法生成木刻版画背景，再将前景背景进行合成。但该方法效 果并不理想，并且局限于黑白木刻，无法应用于套色木刻版画的合成。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供交互式绝版套色木刻数字合成技术，解决了现有木刻版画 数字模拟合成技术中刻痕不真实和过于简单，局限于对黑白木刻版画模拟的问题。 本专利技术所采用的技术方案是交互式绝版套色木刻数字合成技术，其特征在于提供 一种基于二维的图形、图像交互操作的方式来生成具有绝版套刻版画效果的图像，该方案 按照W下步骤进行： 步骤1 ;采集刻痕图像，获取刻痕元素，并对刻痕元素进行编辑，生成刻痕库； 步骤2 ;首先将输入图像进行色彩聚类处理；[000引步骤3 ;按聚类后的颜色进行分层，相同颜色为一层，得到各版次彩色模板和二值 模板，彩色模板模拟真实套刻时的各版次，二值模板则为后面着色前的掩膜处理做准备； 步骤4 ;对刻痕库中的刻痕采用刻痕绘制算法，将刻痕变形后放置到与彩色模板 线条对应的位置，生成各版次黑白木刻图像；对于大量重复并简单的刻痕，利用画笔绘制小 块刻痕纹理样本，通过纹理合成技术合成大块刻痕纹理，最终通过笔刷将合成的纹理绘制 到彩色模板中； 步骤5 ;采用ImageQuilting纹理合成方法来完成刻痕纹理的合成工作； 步骤6;着色； 步骤7 ;色彩传递；基于已有真实绝版套刻色彩素材，交互式的拾取颜色对原颜色 表中各版颜色值进行更改。 步骤 8 ;边缘绘制；采用XDoG(eXtendedDifference-〇f-Gaussians)算法进行边 缘提取及风格化处理。 进一步，所述步骤1中刻痕元素的获取方法采用闭合型枢图算法。 进一步，所述步骤1所述刻痕元素编辑分为扭曲，旋转，缩放，编辑操作利用图像 几何变换中的投影变换完成。 进一步，所述步骤2中进行色彩聚类处理采用K-mean聚类算法。 进一步，所述步骤6中着色的方法为：[001引 1)步骤4、5刻痕绘制合成后，得到各版次的黑白木刻图像如图7所示，设各版图 像为Iw，iG(0，k-l)，其中k为版数（即层数），利用步骤2、3生成的二值模板（记为Tbi， ie(0，k-l))进行掩膜处理，去除不属于本层的部分； 2)设二值模板图像Tm中某点像素值为Pt(x，y)，前面各版的累加二值模板 为，其对应像素值为Pto(X，y)，当前版黑白木刻图像Iw上相同坐标点处的像素值 为化(X，y)，上一版在该点处像素值为化p(x,y);设当前版IW的颜色值为color_ current,下一版的颜色值为color_next，且记gray为IW中当前像素的灰度值。则 有 当Pt(X, y)= 0 时；[00川如果Pto (X，y) = 1，则化（X，y)=化P (X，y);[002引 如果Pto(X,y)= 0,则Pc(X,y)=color_next ;[002引当Pt(X，y)= 1 时；如果化（X,y) =gray,则Pc(X,y) =color_mix;[002引 如果Pc(X,y)声gray,则Pc(X,y)=color_next ; 其中color_mix为当前层颜色color_cu;rrent和下一层颜色color_next的混合， 即公式（3)。[002引 3)重复1)，2)两步直至所有图层着色完成。图8为每版着色效果。 进一步，所述步骤7中的式色彩传递方法前期收集已有的真实绝版套刻图像素 材，并将该些素材整理生成颜色体系素材库，在进行着色前若需要更改原颜色表中各版颜 色值时，从素材库中选取内容类似的素材，拾取该素材的相应颜色值，用其替换原颜色表中 相应版的颜色值，然后再进行着色。 进一步，所述步骤8中XDoG定义为；[003引D0(x_，0 ,k,I) =G(x_, 0 ,I)-G(x_,k? 0 ,I) (6) 公式（4)定义了W原点为中屯、的二维高斯函数，式中X'代表二维坐标系中的坐标 点，0为标准差，公式（5)为图像I与高斯函数g进行卷积，公式（6)为DoG算子。 本专利技术的有益效果是数字合成的绝版套刻图像和艺术家实际创作的绝版套刻作 品较为相似，模拟效果好。【附图说明】 图1是扫描得到的圆口刀真实刻痕图像示意图； 图2是改进的闭合型枢图算法枢图结果；[003引图3 (a)是刻痕编辑界面不意图； 图3(b)是刻痕编辑结果示意图； 图4是刻痕放置算法中的向量计算的曲线上矢量计算； 图5是刻痕放置算法中的向量计算的刻痕上矢量计算；[00创图6是ImageQuilting算法的边界最小路径示意图； 图7(a)为绘制后得到的黑白木刻图； 图7化）为对应第2版木刻结果图； 图7(C)为对应第6当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
交互式绝版套色木刻数字合成技术，其特征在于按照以下步骤进行：步骤1：采集刻痕图像，获取刻痕元素，并对刻痕元素进行编辑，生成刻痕库；步骤2：首先将输入图像进行色彩聚类处理；步骤3：按聚类后的颜色进行分层，相同颜色为一层，得到各版次彩色模板和二值模板，彩色模板模拟真实套刻时的各版次，二值模板则为后面着色前的掩膜处理做准备；步骤4：对刻痕库中的刻痕采用刻痕绘制算法，将刻痕变形后放置到与彩色模板线条对应的位置，生成各版次黑白木刻图像；对于大量重复并简单的刻痕，利用画笔绘制小块刻痕纹理样本，通过纹理合成技术合成大块刻痕纹理，最终通过笔刷将合成的纹理绘制到彩色模板中；步骤5：采用Image Quilting纹理合成方法来完成刻痕纹理的合成工作；步骤6：着色；步骤7：色彩传递；基于已有真实绝版套刻色彩素材，交互式的拾取颜色对原颜色表中各版颜色值进行更改；步骤8：边缘绘制；采用XDoG(eXtended Difference‑of‑Gaussians)算法进行边缘提取及风格化处理。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐丹，王雪松，李杰，侯剑侠，
申请(专利权)人：云南大学，
类型：发明
国别省市：云南;53