本文综合应用最新的计算机视觉、机器学习、统计建模等领域的知识,全面阐述了一种基于非真实感绘制的肖像素描模拟系统的设计流程和实现效果。该系统的设计流程如下:以真实的包含人脸照片作为输入,首先结合均值飘移(Mean Shift)算法和图分割(Graph Cut)算法,通过用户的少量交互,把照片中的自然背景、人的头发、皮肤区域、衣服各部分分割出来。其次根据主动形状模型(ASM)搜索算法,对于人脸轮廓和脸部器官进行精确定位。然后应用方向场理论和主动形状模型定位效果生成整个图像的方向场,提取图像中的纹理方向特别是脸部的肌肉纹理信息。接下来生成随机白噪声。最后对方向场和白噪声运用线性卷积积分(LIC)算法分别生成纹理效果和光照效果,把两种效果有机糅合在一起即产生逼真的素描模拟效果。该系统的实现界面和运行效果,也在文中得到详细的展现和剖析。系统最终效果成功模拟了真实的肖像素描作品,具有相当的艺术观赏性。