視頻圖像藝術化處理的研究及實現

劉正鑫

（大連外國語大學，遼寧 大連 116044）

視頻圖像藝術化處理的研究及實現

劉正鑫

（大連外國語大學，遼寧 大連 116044）

本文結合視頻圖像卡通處理系統，對視頻圖像藝術化處理進行研究。文章首先分析視頻圖像藝術化處理的總體設計結構，并針對視頻圖像藝術化處理系統中視頻幀提取模塊、圖像的藝術模塊、基于幀圖像的其他處理模三個主要模塊的設計與實現進行詳細分析。

視頻圖像；藝術化處理；實現方法

視頻圖像藝術化處理是非真實感繪制的一個主要研究方向，它主要依靠計算機圖形學在圖像生成中的方法及計算機視覺從圖像中恢復各種信息的方法的結合而成。它與傳統的真實感圖形學有很大的區別，它對真實場景和或繪畫進行抽象加工，突出場景或繪畫重點內容，再經藝術手法對其修改，從而加深對視頻圖像的了解。視頻圖像藝術化處理作為一種再現或重現手段，已經被廣泛應用于視頻、動漫電影、卡通等多個領域。本文結合以純藝術目的設計的圖像卡通處理以及DirectShow軟件，分析視頻圖像藝術化處理的實現。

一、視頻圖像藝術化處理設計結構

視頻圖像藝術化處理系統的結構流程結構如下圖。該流程設計流程有兩個優點:（1）功能更加豐富。該處理流程可以在處理硬盤內的視頻文件的同時自動獲取攝像頭捕捉的視頻數據，再借助處理數字多媒體和視頻流能力較高的DirectShow軟件，可輕松實現對視頻進行解碼和分割處理，同時還能捕獲攝像頭的視頻數據。（2）對于一些特定的工作，DirectShow可根據制作者的需求合適的Filter輔助完成。因而要順利處理視頻幀，還需要開發一個基于視頻幀的Filter組件，用于提取視頻幀。另外，對于幀圖像和磁盤內的圖像，都可通過以上圖像處理手段進行藝術化處理，達到不同的藝術風格。

圖1 視頻圖像藝術化處理流程

二、系統模塊設計

視頻圖像藝術化處理系統包括視頻幀提取模塊、圖像的藝術模塊、基于幀圖像的其他處理模塊等三個主要模塊，每個不同模塊之間要相互配合協調才能達到藝術化處理效果。視頻圖像藝術化處理系統各個模塊設計方式如下。

（一）視頻幀提取模塊

視頻幀提取模塊實現提取視頻幀的主要方式為創建VideoProcessing Filter，創建VideoProcessing Filter提取視頻幀的同時，還需要結合DLL入口函數和類工廠創建Filter。同時，Filter要能更多的被外部函數訪問，還需要回到使用回調函數及回調函數指針，用于實現Filter接口。視頻幀提取模塊設計主要包括開發Filter、開發VideoProcessing Filter以及封裝Filter類三個部分的設計。

開發Filter需要創建一個Filter提取視頻幀、建立Filter鏈接和建立Filter之間的數據傳遞過程。

開發VideoProcessing Filter首先需要定義一個文件，用于導出函數Dll，并以VideoProcessing命名。其次，新建文件“.h”和“. cpp”，VideoProcessing命名。將Dll入口函數定義、類工廠定義及Filter定于與文件VideoProcessing.cpp內完成。最后，完成Filter功能。

（二）圖像的藝術化模塊

圖像的藝術化模塊的主要內容包括圖像的浮雕效果處理、圖像的鉛筆畫、圖像的馬賽克技術、圖像的卡通效果四類。（1）圖像的浮雕效果的實現方法為：通過roberts算子將某個像素點的鄰域內增加相同的亮度。在進行卷積前，可將圖像進行灰度化，從而削弱RGB色彩系統形成的色點。（2）圖像的鉛筆畫的具體操作為：首先，將圖片進行灰度化處理，再增強圖片的輪廓；其次，對圖像的像素進行量化處理，并對量化后的圖片進行卷積處理。再次，通過提取圖像輪廓線得到圖像的輪廓線圖；最后，融合卷積后的量化圖片和輪廓圖面，得到鉛筆畫。（3）圖像的馬賽克處理需要將圖片分解成若干個長寬相等的小方塊，使用小塊內某顏色替代區域內的顯色信息。（4）圖像的卡通效果的實現方式。首先，對圖像進行灰度處、增強圖像輪廓及降噪處理。再對圖像被檢測邊緣進行二值化處理。其次，使用Sobel處理圖像，增強輪廓效果。最后，使用統一顏色對輪廓線圖像進行處理，并進行填充。

三、結語

以上只是對視頻圖像藝術化處理的簡單介紹，其中也存在許多不足之處，如復雜場景處理、圖像邊緣檢測算法、平滑去噪處理等方面還有待提高。印上問題還需在未來進行進一步研究，尋找更好的處理方法。

[1]吳煒.視頻圖像處理技術的發展應用探析[J].硅谷，2014（01）.

[2]李大錦.藝術化立體圖像的渲染[J].計算機學報，2014（10）.

[3]姜樹明,蔡秀霞,張元元,等.視頻圖像綜合處理系統的設計與實現[J].山東科學,2013(03).

TP391.41

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1005-5312（2015）05-0116-01