《计算机视觉导论》 Assignment-1

朱心洲 22151326

zhuxinzhou999@zju.edu.cn

在本次作业中，要求使用图像为自己制作一个拼接肖像画，实现思路如下：

• 1.通过爬取百度图片上相应素材图片，作为生成拼接肖像画的素材
• 2.通过计算图片的 HSV 色彩空间，与生成图像的一小块进行对比，根据HSV值接近程度，确定使用合适的图片
• 3.统一处理素材图片至统一大小，根据图片大小确认粗细细粒度
• 4.遍历原图的每个像素点，找到与这个像素点的平均 HSV 值最接近的那张图片，并用那张图片来替换这个小块；

一、图片素材的获取

以[风景]、[人物]、[山]、[校园]、[森林]为标签爬取百度图片的数据，相应代码在spider.py文件里,相应图片存储在image文件夹里，共6000张照片。

百度图片示例
爬取图片示例

二、计算图片的HPV值，将所有图片大小归一

 由于RGB 色彩空间不能方便的比较颜色之间的相似度，于是在处理这一类问题的时候我们更多的是使用 HSV 色彩空间。 HSV 色彩空间也是由三个分量组成的，分别是：

• Hue（色调）
• Saturation （饱和度）
• Value （明度）
  其中，我们定义max = max(R, G, B)，min=min(R,G,B)

其中v=max

• 在计算出v后，计算s，其中s的计算方式为

  
  计算s

• 在计算s后，计算h，h的计算方式为：

  
  计算h
  

  在完成hsv值的计算后，根据切片大小，将每张图片转换成同样大小。

三、开始生成拼图

• 遍历我们生成的计算了hsv的文件夹，获得里面所有图片的平均 HSV 值，保存在一个 list 中；
• 接着我们将原始图片按照像素分为一小块一小块，每一个小块会计算他的平均 HSV 值；
• 接着我们在上面生成素材的平均 HSV 值的 list 中，找到与这个小块的平均 HSV 值最接近的那张图片，并用那张图片来替换这个小块；
• 依次对整个图形进行这样的操作，这样就可以使用素材图像生成一个图像；

四、结果对比

4.1 原图展示

选取本人某个背景图为肖像图生成素材，其中着粉色上衣的为本人

原图

4.2细粒度图片生成。

在通过设置分片大小为1010，图片大小为30003000，共90000张照片组成，每张照片最多允许重复20次，所生成的图片如下图所示

图片拼接肖像画 在经过填充原图作为背景，优化展示效果，最终结果如下图所示： 图片拼接肖像画（原图背景填充）

4.3粗粒度图片生成。

在通过设置分片大小为100100，图片大小为30003000，共900张照片组成，每张照片最多允许重复20次，所生成的图片如下图所示。

粗粒度（无背景填充）

在经过填充原图作为背景，优化展示效果，最终结果如下图所示：

粗粒度，背景填充

五、 优化方案&总结

在本次作业中，通过制作个人拼接肖像画，使我更进一步在计算机中图像表示方法，图像相似度计算、搜索方案，图像中信息特征的提取并且通过自身实践完成了该项目，开启了我对计算机视觉的兴趣。
同时，在完成实验后，对该算法进行了优化；

• 在合成图片时，限制了每张图片的使用次数，避免了一张图片出现次数太多的情况
• 在搜索相似图片时，使用二分查找的方法，极大提高了程序执行速度
• 在最后合成图片时，使用原图填充背景图，提升图片可看性