刘正鑫

　　（大连外国语大学，辽宁 大连 116044）

　　视频图像艺术化处理的研究及实现

　　刘正鑫

　　（大连外国语大学，辽宁 大连 116044）

　　本文结合视频图像卡通处理系统，对视频图像艺术化处理进行研究。文章首先分析视频图像艺术化处理的总体设计结构，并针对视频图像艺术化处理系统中视频帧提取模块、图像的艺术模块、基于帧图像的其他处理模三个主要模块的设计与实现进行详细分析。

　　视频图像；艺术化处理；实现方法

　　视频图像艺术化处理是非真实感绘制的一个主要研究方向，它主要依靠计算机图形学在图像生成中的方法及计算机视觉从图像中恢复各种信息的方法的结合而成。它与传统的真实感图形学有很大的区别，它对真实场景和或绘画进行抽象加工，突出场景或绘画重点内容，再经艺术手法对其修改，从而加深对视频图像的了解。视频图像艺术化处理作为一种再现或重现手段，已经被广泛应用于视频、动漫电影、卡通等多个领域。本文结合以纯艺术目的设计的图像卡通处理以及DirectShow软件，分析视频图像艺术化处理的实现。

一、视频图像艺术化处理设计结构

视频图像艺术化处理系统的结构流程结构如下图。该流程设计流程有两个优点:（1）功能更加丰富。该处理流程可以在处理硬盘内的视频文件的同时自动获取摄像头捕捉的视频数据，再借助处理数字多媒体和视频流能力较高的DirectShow软件，可轻松实现对视频进行解码和分割处理，同时还能捕获摄像头的视频数据。（2）对于一些特定的工作，DirectShow可根据制作者的需求合适的Filter辅助完成。因而要顺利处理视频帧，还需要开发一个基于视频帧的Filter组件，用于提取视频帧。另外，对于帧图像和磁盘内的图像，都可通过以上图像处理手段进行艺术化处理，达到不同的艺术风格。

　　

　　图1 视频图像艺术化处理流程

二、系统模块设计

视频图像艺术化处理系统包括视频帧提取模块、图像的艺术模块、基于帧图像的其他处理模块等三个主要模块，每个不同模块之间要相互配合协调才能达到艺术化处理效果。视频图像艺术化处理系统各个模块设计方式如下。

　　（一）视频帧提取模块

　　视频帧提取模块实现提取视频帧的主要方式为创建VideoProcessing Filter，创建VideoProcessing Filter提取视频帧的同时，还需要结合DLL入口函数和类工厂创建Filter。同时，Filter要能更多的被外部函数访问，还需要回到使用回调函数及回调函数指针，用于实现Filter接口。视频帧提取模块设计主要包括开发Filter、开发VideoProcessing Filter以及封装Filter类三个部分的设计。

　　开发Filter需要创建一个Filter提取视频帧、建立Filter链接和建立Filter之间的数据传递过程。

　　开发VideoProcessing Filter首先需要定义一个文件，用于导出函数Dll，并以VideoProcessing命名。其次，新建文件“.h”和“. cpp”，VideoProcessing命名。将Dll入口函数定义、类工厂定义及Filter定于与文件VideoProcessing.cpp内完成。最后，完成Filter功能。

　　（二）图像的艺术化模块

　　图像的艺术化模块的主要内容包括图像的浮雕效果处理、图像的铅笔画、图像的马赛克技术、图像的卡通效果四类。（1）图像的浮雕效果的实现方法为：通过roberts算子将某个像素点的邻域内增加相同的亮度。在进行卷积前，可将图像进行灰度化，从而削弱RGB色彩系统形成的色点。（2）图像的铅笔画的具体操作为：首先，将图片进行灰度化处理，再增强图片的轮廓；其次，对图像的像素进行量化处理，并对量化后的图片进行卷积处理。再次，通过提取图像轮廓线得到图像的轮廓线图；最后，融合卷积后的量化图片和轮廓图面，得到铅笔画。（3）图像的马赛克处理需要将图片分解成若干个长宽相等的小方块，使用小块内某颜色替代区域内的显色信息。（4）图像的卡通效果的实现方式。首先，对图像进行灰度处、增强图像轮廓及降噪处理。再对图像被检测边缘进行二值化处理。其次，使用Sobel处理图像，增强轮廓效果。最后，使用统一颜色对轮廓线图像进行处理，并进行填充。

三、结语

以上只是对视频图像艺术化处理的简单介绍，其中也存在许多不足之处，如复杂场景处理、图像边缘检测算法、平滑去噪处理等方面还有待提高。印上问题还需在未来进行进一步研究，寻找更好的处理方法。

　　[1]吴炜.视频图像处理技术的发展应用探析[J].硅谷，2014（01）.

　　[2]李大锦.艺术化立体图像的渲染[J].计算机学报，2014（10）.

　　[3]姜树明,蔡秀霞,张元元,等.视频图像综合处理系统的设计与实现[J].山东科学,2013(03).

　　TP391.41

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　　1005-5312（2015）05-0116-01