基于结构的ASCII艺术动画的自动生成技术

ASCII艺术是一种使用计算机字符（主要是ASCII）来表达图片内容的抽象艺术形式。近年来，随着基于文字的通信渠道的普及，人们对ASCII艺术的渴望和追求越来越强烈。遗憾的是，目前比较好的ASCII艺术作品（特别是基于结构的作品）只能由非常有经验的ASCII艺术家花数小时甚至数天创作得到，现有的自动方法难以产生令人满意的结果。首先，对单张图片而言，用非常有限的字符形状去描述具有无限可能的图像内容，已是一个非常具有挑战性的问题；再者，对动画而言，时间轴上连续性的需求使得问题更加的复杂难解。目前国际上还没有一种有效的方法可以解决这个问题。本项目拟通过研究视频矢量化、形状分析、可控图像变形和人机交互等技术，来探索一种个性化的、基于结构的ASCII艺术动画的自动生成技术。该技术将有助于ASCII艺术家从繁琐的手工劳动中解脱出来，并促进这种艺术形式的普及和应用。

经过三年的不断努力，我们较好地完成了项目原定目标。在论文发表方面，已发表文章9篇，其中SCI 3篇，EI杂志4篇，EI会议2篇（忘了标注）；另外审稿中SCI文章4篇，一区1篇，二区2篇，三区1篇；授权发明专利1项，申请发明专利3项；获软件著作权2项。在人才培养方面，共培养博士生2名，硕士生11人，本科生25名，指导国家大学生创新实验项目3项，中央高校基本科研业务费（本科生）4项，广东省大学生创新实验项目3项，开设全英授课课程1门。在国内外交流合作方面，主办国内学术活动2次，短期访问香港中文大学2次，短期派送硕士生到香港和新加坡高校交流合作3次，与香港中文大学联合申请广东省科技项目1项。在获奖方面，选为2011年首批广州市珠江科技新星（2012年评选）；2012年度华南理工大学“教学优秀二等奖”；2012-2013年度华南理工大学本科毕业设计“优秀指导教师”。具体的科研成果如下：.1）研究设计了一套从真实图片到ASCII艺术图像自动生成系统。该系统模拟艺术家对结构取舍的判断自动生成可由字符形状清晰表达的结构图，且利用均衡字符宽度的非均一性给字符铺排带来了更多灵活度。.2）提出了一个在空间尺度上具有可控性的结构抽取方法。该方法基于非经典感受野调制（non-CRF modulation）机制。通过对该机制的重新建模，实现了对不同尺度纹理压制的可控性，且保证了在压制纹理同时保持纹理边界的完整性。.3）提出了一个均衡字符铺排的优化方法。均衡字符宽度的非均一性使得字符的铺排异常复杂。我们提出了一个二层优化方案，在水平和竖直方向同时提升视觉的内在关联性，从而最大化ASCII 图像与结构图的匹配度。.4）研究设计了一套基于内指横纹的适用于移动环境的生物识别系统。该技术的研究是受到ASCII自动生成技术的中结构抽取和变形容忍这两个特性的启发，因为在移动采集环境中，光照不可控，手势也很难做到保持完全一致。.5）提出了一个对光照具有不变性的结构抽取方法。该方法采用spectral clustering 获取关键线条，并利用先验模型准确检测主结构位置，从而避免光照带来的影响。.6）提出了一个对变形具有容忍度的形状匹配算法。通过统计局部区域结构信息来反映该主特征，并采用Point-To-Region的匹配模式获得姿态变形的容忍度。.7）建立了一个在移动环境下采集的内指横纹数据库。