邊緣檢測(cè)技術(shù)在繪畫(huà)中的應(yīng)用分析

貴州民族大學(xué)法學(xué)院 貴州 貴陽(yáng) 550025

在包含各向同性無(wú)紋理特征的灰度圖像中，邊緣是兩個(gè)具有不同恒定灰度的區(qū)域之間的邊界。這種圖片中的理想邊緣兩側(cè)具有明顯的灰度差，根據(jù)所分析圖片的類(lèi)別，容易得到各種邊緣橫截面。如果觀察實(shí)體對(duì)象，其中包含不同方向的表面，以銳角相交，則也存在屋頂型邊緣和尖峰邊緣。邊緣檢測(cè)是一種圖像處理技術(shù)，用于查找和獲取圖像內(nèi)部不同對(duì)象的邊界。通過(guò)檢測(cè)亮度的不連續(xù)來(lái)實(shí)現(xiàn)邊緣的獲得。邊緣檢測(cè)技術(shù)經(jīng)常用于圖像處理，計(jì)算機(jī)視覺(jué)，機(jī)器視覺(jué)和精密工程制造等領(lǐng)域中的圖像分割、數(shù)據(jù)提取和功能區(qū)域分割。

1 邊緣檢測(cè)技術(shù)分析

在圖像處理領(lǐng)域，邊緣一詞一般指灰度邊緣，因?yàn)闊o(wú)論什么實(shí)物對(duì)象的照片或檢測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在二維空間的表象都是具有不同灰度的圖像，灰度邊緣是迄今為止圖像處理領(lǐng)域最常見(jiàn)的邊緣類(lèi)型。對(duì)于圖像，可以看作二維矩陣f(x,y)，其方向?qū)?shù)在邊緣部分有局部極值。因此，通常邊緣檢測(cè)技術(shù)的基本思想就是用各種方法求出f(x,y)梯度的局部極大值和方向。常見(jiàn)的通用的邊緣檢測(cè)算法算子包括Roberts，Sobel，Laplacian， Canny和Prewitt等[1]。

除了基本的邊緣檢測(cè)算子之外還有基于形態(tài)學(xué)的邊緣檢測(cè)技術(shù)，基于小波、輪廓波模極大的邊緣檢測(cè)技術(shù)，基于一些動(dòng)態(tài)特征融合的邊緣檢測(cè)技術(shù)等[2]。但相比于基本的算子邊緣檢測(cè)，這些技術(shù)實(shí)現(xiàn)相對(duì)要復(fù)雜一些。

2 照片邊緣檢測(cè)實(shí)例

基于各類(lèi)算子的邊緣檢測(cè)技術(shù)因其應(yīng)用簡(jiǎn)單方便而獲得了多個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域的廣泛接受。為了體現(xiàn)算子在圖片領(lǐng)域的邊緣檢測(cè)能力。本文采用邊緣檢測(cè)算子針對(duì)一般照片的邊緣檢測(cè)能力進(jìn)行了研究。結(jié)果如圖1所示。

圖1 照片的邊緣檢測(cè)

圖1(a) 所示為作者所拍攝的某地風(fēng)景照片，包含色彩單一均勻的天空，邊緣明顯的房屋,平滑的字牌以及邊緣界限模糊的樹(shù)木等。采用上節(jié)介紹的算子，計(jì)算機(jī)編程以后獲得的邊緣如圖1(b)所示。天空由于沒(méi)有云朵等明顯變化，色調(diào)統(tǒng)一，識(shí)別以后只能看到天空與樹(shù)木的邊界。樹(shù)木個(gè)體之間雖然實(shí)際中界限明顯，但是作為一個(gè)整體，枝葉過(guò)于茂密，因此細(xì)節(jié)邊緣并沒(méi)有識(shí)別出來(lái)。字牌上字雖然平滑，但由于灰度不同，也被準(zhǔn)確識(shí)別出來(lái)了。實(shí)驗(yàn)證明對(duì)于繪畫(huà)作品同樣可以識(shí)別邊界。

3 邊緣檢測(cè)在繪畫(huà)中的應(yīng)用分析

線描是中國(guó)畫(huà)的重要表現(xiàn)形式之一，可以從拍攝的照片中提取線描稿，整理后的線描稿可以作為獨(dú)立的繪畫(huà)作品，也可以在線描稿的基礎(chǔ)上繪制而成工筆畫(huà)。即在線描基礎(chǔ)上進(jìn)行渲染，把線描作品加工成有顏色的工筆設(shè)色繪畫(huà)作品。

面對(duì)紛繁的現(xiàn)實(shí)世界萬(wàn)物，花鳥(niǎo)蟲(chóng)魚(yú)，山水人物，通過(guò)觀察的方法，捕獲感覺(jué)特征線，除了需要一定的美術(shù)構(gòu)圖知識(shí)以外還需要長(zhǎng)期的繪畫(huà)訓(xùn)練，才能準(zhǔn)確把握對(duì)象的特診輪廓邊緣。而基于圖像識(shí)別處理領(lǐng)域的邊緣檢測(cè)技術(shù)，是一種十分快速有效地獲得繪畫(huà)對(duì)象的輪廓線條的方法。獲得了繪畫(huà)對(duì)象的輪廓，即使對(duì)于沒(méi)有美術(shù)基礎(chǔ)，或者美術(shù)繪畫(huà)基礎(chǔ)比較薄弱的初學(xué)者，也能臨摹或畫(huà)工筆畫(huà)。對(duì)于一些名畫(huà)作品，學(xué)習(xí)繪畫(huà)者，可以在獲得原畫(huà)輪廓以后，臨摹經(jīng)典繪畫(huà)作品的白描稿，有利于學(xué)畫(huà)者早日掌握所繪對(duì)象的輪廓特征。

4 結(jié)束語(yǔ)

在平常的工作學(xué)習(xí)生活中，我們畫(huà)幾幅自己喜歡的畫(huà)，可以豐富個(gè)人業(yè)余生活，鍛煉自己的觀察能力和動(dòng)作協(xié)調(diào)能力。借助于計(jì)算機(jī)技術(shù)和邊緣檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，可以更加方便地獲得繪畫(huà)作品和手機(jī)隨手拍攝的電子數(shù)碼照片的輪廓邊緣特征，更加便捷的創(chuàng)作我們自己的作品。相信在未來(lái)，這一技術(shù)在繪畫(huà)作品的數(shù)字化和繪畫(huà)技藝的普及領(lǐng)域必將取得重要作用。