典型圖像特效處理技術(shù)與實(shí)現(xiàn)

 引言
數(shù)字圖像處理技術(shù)可以有效抽取圖像承載信息，可以對其進(jìn)一步挖掘、整理和處理，幫助人們從不同角度、不同維度、不同量度來認(rèn)識(shí)世界，甚至從某種程度上說可以對圖像基因進(jìn)行抽取和重組，既可以輪廓化圖像，也可以豐富化圖像，當(dāng)然更容易使人們獲得對圖像的本質(zhì)認(rèn)識(shí)。圖像、圖形是所有視覺信息的載體，人眼可以識(shí)別上千種顏色，有很高的鑒別能力，但很多情況下，圖像對于人眼來說又是模糊的，甚至是不可見的，通過圖象增強(qiáng)技術(shù)，可以使圖像變得更加清晰和明亮[1]。
1 典型特效處理技術(shù)
典型特效處理技術(shù)有浮雕、霧化、積木和底片等，本文以浮雕處理為例說明本軟件的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過程。
物體的輪廓、邊緣外貌經(jīng)過修整和凸出效果可以形象為浮雕，浮雕類似邊緣檢測，目的是突出對象的邊緣和輪廓[2]。浮雕效果是實(shí)現(xiàn)圖像填充色與灰色的轉(zhuǎn)換，用原填充色描畫邊緣，使圖像呈現(xiàn)凸起或凹進(jìn)效果，出現(xiàn)“浮雕”圖案。浮雕處理可以采用邊緣檢測或其相關(guān)類似方法來實(shí)現(xiàn)，比如Laplace邊緣檢測[3]、Sobel邊緣檢測算子、Prewitt邊緣檢測算子[4]等等。
突出輪廓：令像素點(diǎn)表示為（x，y），梯度值表示為GV[f（x，y）]，主要突出圖像輪廓的方法如下。
①梯度圖像直接輸出：
f（x，y）=Gv[f（x，y）]（1）
特點(diǎn)：突出邊緣，灰度變化平坦的區(qū)域呈現(xiàn)黑色。
②加權(quán)值的梯度輸出：
f（x，y）=Gv[f（x，y）] Gv[f（x，y）]？叟Tf（x，y） Gv[f（x，y）]特點(diǎn)：梯度值T必須選擇合適，原則是突出圖像邊緣，但保持原圖像灰度變化平坦，背景均衡。
③輪廓灰度輸出：
f（x，y）=LG Gv[f（x，y）]？叟Tf（x，y） Gv[f（x，y）]特點(diǎn)：用特定灰度級(jí)G來表示邊緣參數(shù)，力圖不破壞背景，增強(qiáng)邊界清晰度、突出輪廓效果。
④背景灰度輸出：
f（x，y）=Gv[f（x，y）] Gv[f（x，y）]？叟TLB Gv[f（x，y）]特點(diǎn)：用特定灰度級(jí)B來表示背景特征，獲取圖像的輪廓參數(shù)，設(shè)定特定均衡值。
⑤二值圖像：f（x，y）=LG Gv[f（x，y）]？叟TLB Gv[f（x，y）]特點(diǎn)：它將背景和邊緣用二值圖像表示。
2 特效參數(shù)調(diào)節(jié)技術(shù)
本節(jié)比較旋轉(zhuǎn)參數(shù)調(diào)節(jié)技術(shù)。
2.1 簡單旋轉(zhuǎn) 簡單旋轉(zhuǎn)是指對原圖像進(jìn)行特定或特殊角度的旋轉(zhuǎn)處理，有45°、90°、135°、180°和270°旋轉(zhuǎn)，方向有順時(shí)針和逆時(shí)針之分。雖然簡單旋轉(zhuǎn)只是少數(shù)幾個(gè)特殊的不同角度的旋轉(zhuǎn)特例，但是它任然可以采取若干優(yōu)化的算法來實(shí)現(xiàn)[5]。簡單旋轉(zhuǎn)，其最本質(zhì)特征是旋轉(zhuǎn)后圖像與原圖像的像素一一對應(yīng)，毋須使用差值算法。
順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°的表達(dá)式為：x=w-1-yy=x′（6）
逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°的表達(dá)式為：x=y′y=h-1-x′（7）
旋轉(zhuǎn)180°的表達(dá)式為： x=w-1-yy=h-1-x′（8）
2.2 任意角度旋轉(zhuǎn) 與簡單旋轉(zhuǎn)相比，任意角度旋轉(zhuǎn)顯得復(fù)雜很多，因?yàn)檫@種操作必須改變圖像尺寸，目標(biāo)圖像的像素點(diǎn)與原始圖像的像素點(diǎn)不能采用簡單的反向映射來實(shí)現(xiàn)，而是要使用映射點(diǎn)的近鄰像素來表示，因此需要借助于插值算法來實(shí)現(xiàn)。假定將原始圖像與目標(biāo)圖像的左下角都設(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn)重合，則圖像圍繞原點(diǎn)做逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)θ大小的角度的過程如圖1所示。
2.3 RotateFlip方法簡介 RotateFlip方法可實(shí)現(xiàn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)圖像。旋轉(zhuǎn)圖像后，如果希望在圖像上進(jìn)行繪制，始終應(yīng)從圖像檢索一個(gè)新的圖形對象，否則可能發(fā)生異常。
根據(jù)位圖的文件存儲(chǔ)格式，要是把對應(yīng)的字節(jié)位置一換，就能實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)了。關(guān)鍵在于得到位圖在內(nèi)存中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，恰好Bitmap就有這個(gè)方法獲得對應(yīng)的數(shù)據(jù)，他就是LockBits方法。有了這個(gè)方法之后，問題就迎刃而解了。
3 特效處理效果
圖2為圖像浮雕處理效果，圖3為逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度的效果。
4 結(jié)論
對特效處理而言，特效是指針對某項(xiàng)信息特征元素附加某些相關(guān)的特效信息處理，可以理解為使用客觀現(xiàn)實(shí)內(nèi)容作為基礎(chǔ)，加以簡單模擬或一定的美化處理，這種美化可以是維度的擴(kuò)展，也可以是某些特征的延伸或增強(qiáng)，從而獲得更有視覺沖擊力的特殊效果。隨著社會(huì)發(fā)展，數(shù)字圖像越來越多，圖像承載信息的數(shù)據(jù)越來越具有可統(tǒng)計(jì)性、可數(shù)性和可操作性，因而特效處理的應(yīng)用日趨廣泛。就行業(yè)而言，廣告行業(yè)的平面設(shè)計(jì)、影視行業(yè)的后期制作、網(wǎng)絡(luò)行業(yè)的頁面處理和美工、教育行業(yè)的數(shù)字素描與電子繪畫等等都在不同程度上反應(yīng)和推動(dòng)了圖像特效處理技術(shù)的發(fā)展，因此如何簡便有效獲取圖像信息數(shù)據(jù)，建立和使用功能靈活，使用簡單，攜帶方便的特效處理工具，具有非常重要的工程應(yīng)用價(jià)值和推廣意義。