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保持显著性的图像变形技术研究

作　者: 张春霞
导　师: 刘利刚
学　校: 浙江大学
专　业: 应用数学
关键词: 图像变形网格显著性
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

为了满足艺术创作和审美发展的要求,开发一种技能提供视觉上可信且美观的效果,又能让用户方便使用的图像变形技术一直是数字图像处理领域中一个研究重点。该技术在动画制作和图像建模等方面都具有应用价值。本文对目前常见的几种图像变形技术进行了研究,并在此基础上提出一种新的变形技术,作非均匀的变形以达到保护图像显著性的效果。图像变形技术可分为如下几种：直接在像素级进行散乱点数字插值的方法和基于网格变形的纹理图像映射。在散乱点数字插值的方法中主要包括：反距离加权插值法、径向基函数法、移动最小二乘等。在基于网格变形的纹理图像映射上主要包括基于三角形网格和基于四边形网格的技术。按用户交互方式上,则包括点交互、线交互,指定目标图像边界形状以及自适应的边界形变等多种形式。本文针对以上类别中的常见的算法都进行了研究和实现。基于网格的变形首先嵌入一个网格到图像域中,然后依照图像和变形的约束条件对该网格进行缩放或者变形,最后将像素依照变形后的网格映射成新的图像。目前存在的图像网格变形算法以保持原图像主体部分完全不变为目的,对变性能量进行最小化。在此基础上,我们提出一种新的基于网格的图像变形算法。该算法考虑了每个网格覆盖的图像的显著性,将变形产生的扭曲和旋转量合理的分配到整个网格,从而得到保护图像显著性的目的。我们对变形能量做了合理的约减,采用迭代优化的方法使结果快速收敛,从而得到了系统速度。实验表明,本文的算法是一种快速有效的保持显著性的图像变形优化技术

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章绪论  8-14
  §1 引言  8-9
  §2 图像处理的主要内容  9-11
  §3 图像处理的应用  11-12
  §4 本章小结  12-14
第二章图像变形技术概述  14-28
  §1 图像变形问题的提出  14-15
  §2 图像变形的技术  15-19
    2.1 反距离加权插值法  15-17
    2.2 径向基函数法  17-18
    2.3 移动最小二乘法  18-19
    2.4 指定形状的变形  19
  §3 内容相关的图像变形技术  19-27
    3.1 基于图像裁剪(Image cropping)保特征算法  19-20
    3.2 特征相关的变形  20-22
    3.3 图象缩放的保特征算法  22-27
  §4 本章小结  27-28
第三章保持显著性的图像变形技术  28-47
  §1 图像的显著特征  28-30
    1.1 图像显著特征的定义  28-29
    1.2 采用的图像显著特征图  29-30
  §2 变形的初始网格  30-32
    2.1 图像的网格划分  30-31
    2.2 网格的显著值  31-32
    2.3 求得变形的初始网格  32
  §3 图像的显著性保护  32-41
    3.1 变形函数的旋转分量  32-34
    3.2 刚性变换网格的顶点黏合和边界约束  34-37
    3.3 保持四边形网格均匀度的目标函数  37-40
    3.4 算法的完整过程  40-41
  §4 算法结果比较  41-46
  §5 本章小结  46-47
第四章结论与展望  47-49
参考文献  49-51
致谢  51

保持显著性的图像变形技术研究

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