(论文 页数:46 字数:13839 带程序)摘 要:目前，数字图像处理技术的应用越来越广泛。利用图像处理技术实现人物头像素描化不仅在娱乐、教学方面具有应用价值，在机器视觉领域里也具有一定的研究价值。
把人物头像照片素描化的过程如下：以不获取调色板的方式打开一幅人物头像照片（原始图像SourceImage）并反相得到图像InvertImage，然后应用高斯滤波器模板对图像InvertImage进行数次卷积得到图像GaussianImage，再对其补偿亮度，得到图像LightImage，最后把图像LightImage与图像SourceImage按照一条线性函数合成图像DestImage，所得图像DestImage就是我们所求的人物头像素描画。
实现素描化的关键步骤是高斯模糊。利用高斯函数五个重要的性质，设计高斯滤波器卷积模板，可以得到合适的高斯滤波器，达到需要的模糊效果。
本软件Portrait利用上述原理实现了人物头像素描化。它针对不同用户的需要，设有三种运行模式：简单模式、专业模式、实验模式。在简单模式下，用户可以轻松地把一张人物头像照片转换成素描画，无需设置任何参数。如果用户对简单模式下得到的素描画感到不满意，可以在专业模式下通过设定各参数来获得令人满意的素描画。实验模式主要针对程序开发员和研究机器视觉的学者而设，在此模式下，用户按顺序按下按钮，显示窗口会显示每一步处理后的图像，让用户得以深入研究和分析人物头像素描化的过程。
本软件具有自身容量小，操作简单，效果好，运行速度快等优点，完全满足不同用户的各种需要。为广大程序员和科研学者提供了一些研究结果和实现人物头像素描化的数学模型。
关键词 人物头像素描化,高斯滤波器,高斯函数,卷积模板

目 录
1 前言 1
1.1 人物头像素描化的应用 1
1.2 素描理论基础 1
图像处理技术理论基础 2
2 人物头像素描化的实现 2
2.1 图像处理软件实现方法分析 2
2.2 反相的实现 4
2.3 高斯模糊的实现 4
2.3.1 高斯函数 4
2.3.2 高斯滤波器的设计 6
2.4 “颜色减淡”的实现 9
2.5 画质改善 10
3 人物头像素描化软件Portrait的设计 11
3.1 程序设计 11
3.2 流程图 12
3.3 参数设置 13
3.3.1 高斯滤波器的模板 13
3.3.2 高斯滤波次数 14
3.3.3 补偿亮度值 14
3.4 界面设计及控件功能 14
3.4.1 主面板 14
3.4.2 简单模式 15
3.4.3 专业模式 17
3.4.4 实验模式 19
4 同类软件的比较 21
5 研究结果 22
6 总结 23
6.1 实现人物头像素描化的数学函数表达式 23
6.2 收获 24
致谢 25
参考文献 26
英文摘要 27
附录 28
毕业论文（设计）成绩评定表 42

1 前言
1.1 人物头像素描化的应用
随着图像处理技术的发展，过去只能靠画师手工制作的图画, 如今只要在计算机上对照片进行一些特殊的处理即可达到类似的效果，制作具有特别效果的图像已经不再是一件难事。因此，不少人喜欢制作特别的图像与好友分享，尤其在通信业务日新月异的今天，通过手机、QQ等通信工具可以很方便地与朋友交换图像，这使得图像处理逐渐成为一种娱乐消遣活动。另一方面，许多人都喜欢手绘的画像，但不是每个人都对画画在行。然而，现有的人物头像素描化的软件不多且效果都不大好。因此效果好、使用简便的人物头像素描化软件存在很大的用户市场，它的出现将会是潮流的新趋势。
除了应用于娱乐以外，人物头像素描化还可以应用于美术教学中。对于初学素描的学生而言，结构比例常常把握不准。在没有老师指导的情况下，学生可以拿画作与用照片转换而来的素描画作比较，查找不足之处，从而促进学习。
此外，人物头像素描化在机器视觉领域具有一定的研究价值。图像是一种信息，人物头像素描画也不例外。人的面部特征是人们用于判别人的一个重要依据。然而，人物头像是一个复杂的立体物在平面上的反映，它所包含的信息复杂多变，不利于图像的分割、描述与识别。而素描画与其他人物头像相比，具有以下优越性：
1) 便于图像分割，只留下人们感兴趣的部分，排除了大量没用的背景信息；
2) 简化了复杂的边缘信息，使人物头像的描述与检测更易实现；
3) 反映了人的面部特征，符合人脑分析过程，有利于图像识别的实现。
因此，人物头像素描化不仅仅是艺术家的研究对象，更是值得科学家研究的对象。