基于云理论和蜜蜂进化型遗传算法的纹理合成研究

摘要

纹理合成是绘制复杂场景和真实感图形最为常用的技术,其中基于样图的纹理合成是近年发展起来的一种新的纹理处理技术。该技术通过输入小块纹理图像来合成任意大小的、高质量的相似纹理,并将得到满足实时需要的合成速度、形成全自动的合成过程作为研究目标。
　　 本文主要研究了基于样图的纹理合成技术,并在已有的理论和算法基础上提出改进措施,主要工作如下:
　　 1.为了更好的解决纹理合成的边缘接缝问题,提出了一种基于云理论的纹理合成算法。该算法先把纹理特征描述符做模糊化处理,并进行代数逆运算,从而生成二维纹理特征矢量云。计算各图像块的云距离,实现三维云模型的生长,如此反复计算完成了纹理的合成。实验结果表明,较经典的混沌粒子群优化算法,本文方法合成精度更高,速度更快。
　　 2.基于蜜蜂进化型遗传算法和Wang Tiles纹理合成算法,提出了一种最优样图块选择的改进算法。算法缩小了选择的搜索范围,提高了搜索速度。对于小块纹理的合成,该算法很好地保持了纹理细节。实验结果验证了算法的可行性。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 纹理概述

1.2 纹理合成的研究背景和意义

1.3 国内外研究现状

1.3.1 国外的研究历史与现状

1.3.2 国内的纹理合成研究现状

1.4 本文研究内容与安排

第二章 基于样图的纹理合成算法

2.1 引言

2.2 纹理合成技术概述

2.3 基于样图的纹理合成算法概述

2.3.1 图像和纹理

2.3.2 纹理的分类

2.3.3 基于马尔可夫模型的纹理合成

2.3.4 像素点的邻域及纹理块边界

2.3.5 邻域匹配和边界匹配准则

2.4 典型算法合成

2.4.1 基于像素点的合成算法

2.4.2 基于块的纹理合成

2.5 现有纹理合成算法的比较

2.6 本章小结

第三章 基于云理论的纹理合成研究

3.1 云理论概述

3.1.1 隶属云的定义

3.1.1 隶属云的数字特征

3.1.3 云的拓展延伸

3.1.4 正态云模型理论探究

3.1.5 隶属云发生器

3.1.6 多维正态隶属云发生器

3.2 纹理特征的矢量云表达

3.2.1 样图纹理的特征描述符构建

3.2.2 描述符的模糊化处理

3.2.3 纹理特征的三维云生成

3.3 基于多分块窗口的纹理合成

3.4 实例分析与比较

3.5 结论

3.6 本章小结

第四章 基于蜜蜂进化型遗传算法的wANG TILES纹理 合成研究

4.1 遗传算法简述

4.1.1 遗传算法背景

4.1.2 遗传算法的发展历程

4.1.3 遗传算法的基本结构

4.2 蜜蜂进化型遗传算法的研究

4.2.1 蜜蜂进化型遗传算法提出的背景

4.2.2 蜜蜂进化机制模型

4.2.3 蜜蜂进化过程的抽象模型

4.3 WANG TILES纹理合成算法分析

4.4 基于BEGA算法的WANG TILES纹理合成

4.4.1 编码的选择

4.4.2 初始化操作

4.4.3 适应度函数的选择

4.4.4 蜜蜂进化型遗传算法的纹理合成过程

4.5 实验结果分析与比较

4.6 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

致谢

附录(攻读硕士学位期间发表论文及参加科研项目)