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申请/专利权人：杭州小影创新科技股份有限公司

摘要：本发明公开了一种基于GPU的实时图像视频油画风格化方法。它具体包括如下步骤：加载图片生成图像纹理，加载背景图片生成背景纹理；加载参数，包括图层参数、融合参数、高度参数、光照参数；根据图层参数执行分层渲染得到图层纹理；使用索贝尔算子对图像纹理进行边缘提取，然后使用高斯模糊平滑和线积分卷积得到高度纹理；根据融合参数融合背景纹理、图层纹理、图像纹理和高度纹理；最后根据纹理图片的像素颜色值估计每个对应像素坐标uv的法向量，按照Phone光照模型选择合适参数处理纹理图片增加纹理光照细节；渲染最终纹理到屏幕；转换最终纹理到图片并保存。本发明的有益效果是：实时风格化转换；达到分层绘画的效果；输出各样风格效果。

主权项：1.一种基于GPU的实时图像视频油画风格化方法，其特征是，具体包括如下步骤：1加载图片生成图像纹理，加载背景图片生成背景纹理；2加载参数，包括图层参数、融合参数、高度参数、光照参数；3根据图层参数执行分层渲染得到图层纹理；4使用索贝尔Sobel算子对图像纹理进行边缘提取，然后使用高斯模糊平滑和线积分卷积得到高度纹理；5根据融合参数融合背景纹理、图层纹理、图像纹理和高度纹理；6最后根据纹理图片的像素颜色值估计每个对应像素坐标uv的法向量，按照Phone光照模型选择参数处理纹理图片，增加纹理光照细节；7渲染最终纹理到屏幕；8转换最终纹理到图片并保存；其中，在步骤3中，分层渲染采用了在GPU中分层绘制的方法，采用每一个图层串行地在GPU中绘制，当前图层接受上一图层的纹理输出并用片段着色器进行处理，最后把处理的结果输出到新的纹理供下一图层使用，每一图层的参数如下：Quality：代表当前层所能还原的最大图像质量，控制笔刷的密集度，该值越大代表笔刷越密集所能还原的图像质量越高；BrushTexture：笔刷纹理，每一层都能接受一个不同的笔刷纹理，每个uv点在该纹理上采样，基于该纹理生成笔刷的样式；BrushWidth：笔刷半径，代表与Cell大小的比例，用以缩放笔刷纹理；Aspect：笔刷的长宽比，大的长宽比能够产生更加抽象的风格效果；Detail：根据图像在当前Cell的像素梯度的模来控制该Cell的笔刷是否应该被绘制，表示保留的细节程度，颜色变化越大像素梯度的模越大则该笔刷更能表现细节；Delta：根据上一图层当前Cell的像素与原始图像像素差异来控制当前Cell的笔刷是否应该被绘制；Force：当前uv点与上一层纹理融合时的融合比例，用以表示该层笔刷绘制时的力度；Noise：噪音强度；每一个图层都会有一个quality参数表示该图层最大能表现的图像质量，取值范围为0～1，并且根据quality把图像网格化为Cell，Cell的个数为NImage·quality，NImage为图像的像素个数，则每个Cell的大小为然后基于每个Cell生成笔刷，GPU中处理只能以每个纹理的uv点进行处理，因此需要在每一个图层计算当前uv点的颜色时计算该uv点所属的笔刷并且在该笔刷中的位置；而分层绘制的具体流程如下：31绑定上一图层的输出纹理和原始图片纹理以及当前图层参数到GPU自定义着色器中；32根据Quality划分Cell，计算每个Cell的大小，根据BrushWidth和Aspect计算笔刷的长宽以每个Cell为中心绘制笔刷，根据Quality计算该层像素采样时的所使用的细节层LOD和采样偏移PixelOffset；33计算当前uv所在的Cell；34根据当前Cell遍历周围邻域内的Cell进行笔刷的绘制得到该uv点最终的颜色；35根据Force融合上一图层该uv点的颜色与上一步多个Cell融合后的颜色；36输出到帧缓存，并映射到纹理供下一层使用。

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