Não conheço os programas que fazem isso... mas sei que existem!!! Isso não vetorização? Procure sobre essa palavra que irá encontrar mais coisas!!!
Agora o exemplo, o cara desenhou em cima da foto sim... é só reparar que a expressão do gato e da mulher estão diferentes!!!
Só complementando, existe o filtro Filters/Artistic/Poster Edges no photoshop, que pode fazer algo parecido se for bem utilizado... vi algumas pessoas utilizando, mas não consegui chegar em bons resultados...
Valeu