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基于分类块拼接的纹理合成方法

作　者: 舒小斌
导　师: 钱昆明
学　校: 大连理工大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 纹理合成块拼接分类视频纹理
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

纹理采用任意变化的重复图案描述广泛变化的自然现象。计算机图形学的目标之一就是实现真实感的绘制,因此纹理起着十分重要的作用。但是纹理的多样性使得在一个通用框架下描述和生成纹理非常困难。纹理合成是解决这个问题的一个方法。目前,纹理合成研究方兴未艾,特别是大规模的场景的绘制要求和图形网络传输的要求,成为促进纹理合成技术发展的主要动力。传统的样图纹理合成,利用统计方法对纹理进行分析,通常只能处理随机性纹理;基于MRF模型的逐点合成方法,提升了样图纹理合成的质量,但是速度很慢;基于块拼接的样图纹理合成,不仅改变了逐点合成方法速度慢的缺点,大大加快了合成速度,而且利用纹理的领域相关性得到了很好的合成效果,扩大了可处理纹理的范围,是样图纹理合成技术的发展方向。本文对基于块拼接的纹理合成技术进行了深入的研究,发现经典的块拼接算法对有些结构性纹理进行合成时,无法保持原纹理图像内容的连续性和完整性:随机性不强,容易产生重复纹理块。尤其当样本图越小,合成图越大时,重复就越明显,且混合边界不易处理。针对这些问题,本文提出了基于分类块拼接的算法。与以往的纹理合成方法不同的是,在合成之前,先对纹理图像进行切割分类;然后将分割后的区块各自拼接成不规则形状的基本结构,再以基本结构作为拼接的单位,进行随机的组合,而不是像其他算法一样,用大小相等的规则的正方形纹理块作为拼接的单位;最后对拼接的边界进行模糊处理。该合成方法类似于拼图。实验证明,该算法对大部分的纹理图像都取得了不错的效果,有效地避免了原有算法的这些缺点。随后本文将该算法的思想引入到对视频纹理的合成中,加上时间轴后,将视频映射到空间体中,然后对该空间体切割分类,然后再拼接成基本结构,此时的基本结构为形状不规则的空间体,再将基本结构作为拼接的基本单位进行随机的组合。可以看出,处理方法和图像纹理十分类似,不同的就是视频是在三维空间的处理,而图像是二维的。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-20
  1.1 问题的表述  8-12
    1.1.1 纹理(texture)的定义与分类  8-10
    1.1.2 纹理合成(texture synthesis)的定义  10-11
    1.1.3 纹理合成方法分类  11-12
  1.2 纹理合成应用  12-15
  1.3 马尔科夫随机场(Markov Random Field)  15-16
  1.4 视频纹理合成  16-18
  1.5 本文工作  18-19
  1.6 本文的结构  19-20
2 采用MRF模型的基于样图的典型二维纹理合成算法  20-26
  2.1 逐像素生成的纹理合成算法  20-23
    2.1.1 Efros99算法  20-21
    2.1.2 Wei和Levoy算法  21-22
    2.1.3 Ashikhmin算法  22-23
  2.2 基于块拼接的纹理合成算法  23-26
    2.2.1 Efros01算法  23-24
    2.2.2 LL算法  24-26
3 基于分类块拼接的纹理合成算法  26-45
  3.1 引言  26-27
  3.2 预备知识与相关工作  27-30
    3.2.1 预备知识  27-28
    3.2.2 相关工作  28-30
  3.3 提出算法  30-40
    3.3.1 块分割与分类  30-32
    3.3.2 将分类块组合成基本结构  32-34
    3.3.3 用基本结构拼接出结果纹理  34-37
    3.3.4 边界缝隙处理  37-40
  3.4 实验结果与分析  40-44
  3.5 本章小结  44-45
4 基于分类块拼接的视频纹理合成算法  45-55
  4.1 引言  45
  4.2 相关工作  45-48
    4.2.1 基于跳变帧切换的视频纹理合成算法  45-46
    4.2.2 GraphCut视频纹理合成算法嘉  46-48
  4.3 本文算法  48-50
    4.3.1 对输入视频纹理进行切割分类  48-49
    4.3.2 用基本结构拼接出输出视频纹理  49-50
    4.3.3 对边界的平滑处理  50
  4.4 实验结果与分析  50-53
  4.5 本章小结  53-55
结论  55-57
参考文献  57-59
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  59-60
致谢  60-61
大连理工大学学位论文版权使用授权书  61

基于分类块拼接的纹理合成方法

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