非真实感绘制(Non-Photorealistic Rendering, NPR)是近些年来快速发展的一种绘制技术。不同于传统的真实感绘制方法,它主要采用某种艺术风格(素描、水彩、油画等)对物体进行绘制。这种绘制技术完美的实现了计算机科学和艺术的结合,弥补了真实感绘制缺乏艺术美的“缺陷”,从心理上和视觉上带给人们一种更深的感染力。卡通画以其明丽的色彩、独特的风格已成为现今流行的视觉文化,然而手工卡通画绘制技术存在着各种各样的难点,不能够轻易的被人们掌握。因此,用计算机来模拟生成具有卡通画艺术效果的图片和视频技术越来越受到人们的关注。论文回顾了非真实感绘制技术的形成和发展过程,讨论了现有的一些非真实感绘制技术及非真实感绘制技术中的视频艺术风格化。在此基础上,分析了现有卡通画渲染方法中存在的实时性差,建模复杂,需要用户参与并要求用户有一定的艺术技巧等问题。论文提出了有效解决以上问题的自动生成卡通画的NPR技术。实验结果表明,该技术具有较好的实时性。最后论文对该技术在视频卡通化中的应用做了尝试。论文主要包括以下几方面的工作:第一,论文首先使用一个双边滤波器对输入图像进行抽象化,修改视觉上重要特征的对比度,即亮度和色彩的对比度。然后对抽象化的图像进行色彩量化来模拟卡通画的着色风格。第二,论文提出一种对二维图像自动提取风格化边缘,便于可视化交流的技术。该技术引入一个各向异性的DoG(Difference-of-Gaussians)滤波器,有效地提取了一系列连贯、平滑的轮廓线条,同时抑制了噪声。第三,把色彩量化后的图像与风格化边缘图进行融合完成卡通画的绘制。绘制结果在一定程度上具有卡通画的艺术美感和较好的可视化交流效果。第四,把论文中的卡通化渲染技术应用到视频中,取得了较理想的实验结果。