非真实感绘制（Non-photorealistic Rendering）作为计算机图形学领域的一个分支,距今已有20多年的历史。与真实感绘制相对应,非真实感绘制技术不要求计算机绘出看似真实的场景与物件,而是希望能够抽象出所呈现景物的重要特征,产生具有特定风格或应用需求的图像,如对艺术作品的模拟或对科学数据的视觉化,并由此衍生出许多应用软体。从上世纪90年代受到人们重视以来,非真实感绘制领域已经产生了许多较为成熟的方法进行特定艺术风格图像的模拟,如模拟产生铅笔画,油画,版画,水墨画等。铅笔画生成作为非真实感绘制领域的重要课题,获得了许多学者的重视和研究。根据输入资料的不同,这些铅笔画生成方法主要被分为基于三维模型的方法和基于二维图像的方法。本论文提出一种基于彩色自然图像的分层绘制的铅笔画生成方法。所提出的方法主要包括两大部份:笔画模拟和纹理生成。笔画模拟阶段用于图画轮廓线条绘制,这一步骤设计了一个基于图像金字塔的边缘提取算法,来模拟画家以多笔画修饰绘制景物轮廓线条的做法。纹理生成阶段用于绘制与原图平滑区色调接近的铅笔纹理,这一步骤会先利用扩展的边缘切线流（extended Edge Tangent Flow）计算描述铅笔纹理方向的参考向量场,并利用摆动双边线积分卷积（swing bilateral LIC）产生具有方向性的铅笔纹理。最后将真实的铅笔纹理图像中的信号特征,传递至方向性纹理来增强铅笔绘制效果。论文针对不同内容的图像利用所提方法生成铅笔画,实验结果显示以论文提出的方法所产生的铅笔画,比文献中的一些方法的结果更接近人工手绘的铅笔画作特性。