一种低多边形风格图生成交互系统技术方案

本发明专利技术公开了一种低多边形风格图生成交互系统，包括：顶点采样与网格生成模块，用于在保持输入图像内容结构的基础上进行顶点采样，并使用自适应细化算法对顶点按照其重要性进行排序，再根据交互模块反馈的顶点数量K，从排序后的顶点中选择排名前K个顶点，并使用德劳内三角化来生成网格；网格渲染模块，用于为三角形网格着色得到低多边形风格图，其中通过设定最小亮度差来提高相邻三角形之间的明暗对比度，相关的最小亮度参数由交互模块反馈；交互模块，用于实现系统与用户之间的交互，通过相应工具接收用户输入的顶点数量K与最小亮度参数。该系统计算量低，可轻松、快速地生成低多边形风格图。

A low polygon style graph generating interactive system

The invention discloses a low polygon drawing style interactive systems, including: vertex sampling and mesh generation module for vertex sampling based on keeping the input image content structure, and according to the importance of vertex sort using adaptive refinement algorithm, according to the number of vertices of K interactive module feedback, select the top K a vertex from the sorted vertex, and to generate meshes using Delaunay triangulation; mesh rendering module, used to get low polygon style graph is triangle mesh coloring, which by setting the difference to improve the contrast between the adjacent triangle minimum brightness, minimum brightness parameters related to the feedback from the interaction module; for the realization of interactive module. The interaction between system and users, the number of vertices K and minimum luminance parameters corresponding to receive user input tools . The system has low calculation and can easily and quickly generate low polygon style.

【技术实现步骤摘要】
一种低多边形风格图生成交互系统
本专利技术涉及图像处理
，尤其涉及一种低多边形风格图生成交互系统。
技术介绍
最近几年，低多边形风格化图片因其3D抽象感在对照片的非真实感渲染中越来越流行。目前大多数生成低多边形风格图的方法都需要用户对3D建模有一定的了解并且需要大量的工作量，同时，生成的低多边形风格图效果也不理想。例如，直接使用软件TRIGRAFF生成，会丢失较多细节部分。又如，论文(M.GaiandG.Wang:Artisticlowpolyrenderingforimages.TheVisualComputer:InternationalJournalofComputerGraphics)，其公开的算法由一个特征流场指导，生成的结果在诸如头发、帽子装饰等细节上会保留过多的纹理，与低多边形化的初衷相悖。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种低多边形风格图生成交互系统，降低了计算量，可轻松、快速地生成低多边形风格图。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种低多边形风格图生成交互系统，包括：顶点采样与网格生成模块、网格渲染模块以及交互模块；其中：所述顶点采样与网格生成模块，用于在保持输入图像内容结构的基础上进行顶点采样，并使用自适应细化算法对顶点按照其重要性进行排序，再根据交互模块反馈的顶点数量K，从排序后的顶点中选择排名前K个顶点，并使用德劳内三角化来生成网格；网格渲染模块，用于为三角形网格着色得到低多边形风格图，其中通过设定最小亮度差来提高相邻三角形之间的明暗对比度，相关的最小亮度参数由交互模块反馈；交互模块，用于实现系统与用户之间的交互，通过相应工具接收用户输入的顶点数量K与最小亮度参数。所述交互模块，包括两个滑动工具条；两个滑动工具条分别用于实现用户输入和调整顶点数量K与最小亮度参数。所述交互模块还包括一个刷子工具；刷子工具用于实现重要区域的标注，当交互模块获取用户通过刷子工具标注的重要区域时，反馈给顶点采样与网格生成模块，使得顶点采样与网格生成模块保留重要区域中的所有顶点L，再从排序后的顶点中选择排名前K-L个顶点。所述在保持输入图像内容结构的基础上进行顶点采样，并使用自适应细化算法对顶点按照其重要性进行排序包括：采用过分割的方法将输入图像分割为超像素，选择相邻超像素的交叉点做为顶点，形成顶点候选集psubset＝p1,...,pM；顶点按照其重要性为在三角网格中移除这个点之后与输入图像的差距；当一个顶点被移除后，得到的三角化结果的颜色也会改变，移除一个顶点后，颜色差距越大，则这个顶点越重要；排序过程如下：使用德劳内三角化将顶点候选集生成彩色网格；再计算每个顶点的近似误差，近似误差越小表明重要性越低，选择其中最小的点p*将其添加到队列中；一旦点p*从顶点候选集中移除，通过对点p*局部的更新得到一个新的三角化网格；点p*相邻点的近似误差将被重新计算用于下一轮的点移除中；通过不断重复上述过程，完成将M个顶点的排序。所述为三角形网格着色得到低多边形风格图包括：对于一个三角网格中的三角形的颜色，选取相应三角形色彩直方图中间部分的平均值ci，对于每一组相邻三角形Ti和Tj，它们之间的亮度差di,j为：di,j＝max(|Li-Lj|,Lmin)；其中，Li、Lj分别为相邻三角形Ti、Tj在LAB色彩空间上的L向量，Lmin为交互模块反馈的最小亮度；对角网格中的所有三角形，通过解一个线性方程组来计算其增强亮度L'i：由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，一方面，采样得到的顶点进行了排序后，当用户需要改变顶点数量K时，或者标注重要区域时，可从排序后的顶点中直接进行调用，无需重新进行计算，从而降低计算量。同时，可以根据用户输入的最小亮度参数提高相邻三角形之间的明暗对比度，使渲染后的结果比其他方式的在颜色域上具有更大的标准差。另一方面，上述两部分操作都可由用户参与，通过该系统，使得用户可以轻松、快速地生成低多边形风格图。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。图1为本专利技术实施例提供的一种低多边形风格图生成交互系统示意图；图2为本专利技术实施例提供的生成低多边形风格图的流程图；图3为本专利技术实施例提供的过分割的结果与初始点集的示意图；图4为本专利技术实施例提供的移除两个顶点后局部三角化更新的示意图；图5为本专利技术实施例提供的使用滑动条与刷子工具调节顶点数量的及其三角化的示意图图6为本专利技术实施例提供的同样的三角网格下不同颜色对比度的渲染结果；图7为本专利技术实施例提供的不同方案生成的低多边形风格图对比图；图8为本专利技术实施例提供的本系统生成不同类型的低多边形风格图。具体实施方式下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。本专利技术实施例提供一种低多边形风格图生成交互系统，包括：顶点采样与网格生成模块、网格渲染模块以及交互模块；其中：所述顶点采样与网格生成模块，用于在保持输入图像内容结构的基础上进行顶点采样，并使用自适应细化算法对顶点按照其重要性进行排序，再根据交互模块反馈的顶点数量K，从排序后的顶点中选择排名前K个顶点，并使用德劳内三角化来生成网格；网格渲染模块，用于为三角形网格着色得到低多边形风格图，其中通过设定最小亮度差来提高相邻三角形之间的明暗对比度，相关的最小亮度参数由交互模块反馈；交互模块，用于实现系统与用户之间的交互，通过相应工具接收用户输入的顶点数量K与最小亮度参数。本专利技术实施例中，交互模块包括两个滑动工具条；两个滑动工具条分别用于实现用户输入和调整顶点数量K与最小亮度参数。此外，所述交互模块还包括一个刷子工具；刷子工具用于实现重要区域的标注，当交互模块获取用户通过刷子工具标注的重要区域时，反馈给顶点采样与网格生成模块，使得顶点采样与网格生成模块保留重要区域中的所有顶点L，再从排序后的顶点中选择排名前K-L个顶点。本专利技术实施例中，所述在保持输入图像内容结构的基础上进行顶点采样，并使用自适应细化算法对顶点按照其重要性进行排序包括：采用过分割的方法将输入图像分割为超像素，选择相邻超像素的交叉点做为顶点，形成顶点候选集psubset＝p1,...,pM；顶点的重要性为在三角网格中移除这个点之后与输入图像的差距；当一个顶点被移除后，得到的三角化结果的颜色也会改变，移除一个顶点后，颜色差距越大，则这个顶点越重要；排序过程如下：使用德劳内三角化将顶点候选集生成彩色网格；再计算每个顶点的近似误差，近似误差越小表明重要性越低，选择其中最小的点p*将其添加到队列中；一旦点p*从顶点候选集中移除，通过对点p*局部的更新得到一个新的三角化网格；点p*相邻点的近似误差将被重新计算用于下一轮的点移除中；通过不断重复上述过程，完成将M个顶点的排序。本专利技术实施例中，所述为三角形网格着色得到低多边形风格图包括：对于一个三角网格中的三角形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低多边形风格图生成交互系统，其特征在于，包括：顶点采样与网格生成模块、网格渲染模块以及交互模块；其中：所述顶点采样与网格生成模块，用于在保持输入图像内容结构的基础上进行顶点采样，并使用自适应细化算法对顶点按照其重要性进行排序，再根据交互模块反馈的顶点数量K，从排序后的顶点中选择排名前K个顶点，并使用德劳内三角化来生成网格；网格渲染模块，用于为三角形网格着色得到低多边形风格图，其中通过设定最小亮度差来提高相邻三角形之间的明暗对比度，相关的最小亮度参数由交互模块反馈；交互模块，用于实现系统与用户之间的交互，通过相应工具接收用户输入的顶点数量K与最小亮度参数。

【技术特征摘要】
1.一种低多边形风格图生成交互系统，其特征在于，包括：顶点采样与网格生成模块、网格渲染模块以及交互模块；其中：所述顶点采样与网格生成模块，用于在保持输入图像内容结构的基础上进行顶点采样，并使用自适应细化算法对顶点按照其重要性进行排序，再根据交互模块反馈的顶点数量K，从排序后的顶点中选择排名前K个顶点，并使用德劳内三角化来生成网格；网格渲染模块，用于为三角形网格着色得到低多边形风格图，其中通过设定最小亮度差来提高相邻三角形之间的明暗对比度，相关的最小亮度参数由交互模块反馈；交互模块，用于实现系统与用户之间的交互，通过相应工具接收用户输入的顶点数量K与最小亮度参数。2.根据权利要求1所述的一种低多边形风格图生成交互系统，其特征在于，所述交互模块，包括两个滑动工具条；两个滑动工具条分别用于实现用户输入和调整顶点数量K与最小亮度参数。3.根据权利要求1或2所述的一种低多边形风格图生成交互系统，其特征在于，所述交互模块还包括一个刷子工具；刷子工具用于实现重要区域的标注，当交互模块获取用户通过刷子工具标注的重要区域时，反馈给顶点采样与网格生成模块，使得顶点采样与网格生成模块保留重要区域中的所有顶点L，再从排序后的顶点中选择排名前K-L个顶点。4.根据权利要求1所述的一种低多边形风格图生成交互系统，其特征在于，所述在保持输入图像内容结构的基础...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈雪锦，马祎婷，白宇，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34