基于测地Voronoi图的马赛克图像生成方法研究

摘要

马赛克是一种非真实感的渲染效果，源图像被不同颜色、形状的嵌片组合而成。本文提出一种基于测地距离度量下的保持源图像特征信息的自适应马赛克图像生成方法。我们方法结合了测地距离度量和重心Voronoi图方法。测地距离度量是由源图像的特征曲线定义，特征曲线是利用特征算子从源图像中自动提取得到。Voronoi图在该测地距离度量下使用快速行进算法生成，这样可以保证生成的Voronoi图的Voronoi多边形边界与特征曲线重合，从而保持输入源图像的特征信息。除了测地距离度量外我们还定义了马赛克图像的密度函数。密度函数通过一个距离场定义，它表示每个像素点到源图像特征曲线的最短距离，可以通过欧氏距离变换快速计算得到，从而控制马赛克小块的分布。最后结合重心Voronoi图理论，使用Lloyd迭代算法对Voronoi多边形的分布和形状进行优化，使得Voronoi多边形的分布密度与密度图像的分布密度相近，形状趋向于正六边形。实验结果表明，本文提出的保特征马赛克图像生成方法能有效保持源图像的特征信息，马赛克块分布自然，疏密程度自适应连续过渡，马赛克块的形状规则排列整齐。文中最后还给出了本文方法在超像素图像分割和B样条曲面拟合中自适应节点设置等问题上的应用。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 背景

1．2 国内外发展现状

1．3 研究目的和方法

1．4 论文结构安排

第二章 理论基础

2．1 测地距离

2．2 Voronoi图

2．3 重心Voronoi图

2．4 快速行进算法

第三章 保特征马赛克算法

3．1 图像预处理

3．1．1 特征图像

3．1．2 密度图像

3．2 初始种子点

3．3 Lloyd迭代

3．4 颜色填充

第四章 实验结果和对比

4．1 实验结果

4．2 结果比较

第五章 应用

5．1 特征编辑

5．2 超像素

5．3 曲面拟合

第六章 结论及研究展望

6．1 总结

6．2 研究展望

参考文献

研究生期间发表的论文与参与的项目

致谢

附录A 更多实验结果